diplomová práce

Hydraulický návrh induceru palivového čerpadla pro raketový motor

Text práce 5.82 MB

Autor práce: Ing. Jan Kadlec

Ak. rok: 2020/2021

Vedoucí: Ing. David Štefan, Ph.D.

Oponent: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Abstrakt:

Cílem této diplomové práce je hydraulický návrh induceru pro danou geometrii čerpadla. První část práce se věnuje rešerši hlavních a důležitých pojmů, ke kterým je ve zbytku práce odkazováno. Následuje část, která se zabývá dvoudimenzionálním 2D návrhem induceru       na základě doporučení mnoha odborných zdrojů, kdy hlavním výstupem je matematický popis geometrie induceru, podle něhož je následně vytvořen samotný 3D CAD model. Poslední část se zabývá CFD analýzou induceru a také soustavy čerpadla s inducerem, kdy v této částí jsou určeny hlavní a důležité hydraulické vlastnosti ať už pro samotný inducer, nebo pro danou soustavu. V neposlední řadě jsou zmíněny i možnosti, jak danou geometrii induceru i nadále vylepšit. 

Klíčová slova:

Inducer, CFD analýza, vysokootáčkové čerpadlo, tekutý kyslík, kavitace v hydrodynamických strojích

Termín obhajoby

17.06.2021

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaAznamka

Klasifikace

A

Průběh obhajoby

Student zahájil obhajobu prezentací, po které následovalo čtení posudků. Následovaly odpovědi na otázky oponenta a komise. Jakým způsobem se čerpadlo bude rozbíhat? Nebude problém s kmitáním lopatek na vlastní frekvenci? Jaká jsou uvažována ložiska? Jaká je předpokládána životnost zařízení? Jaké jsou okrajové podmínky při návrhu induceru? Student zodpověděl dotazy ke spokojenosti komise.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Strojní inženýrství (M2I-P)

Studijní obor

Fluidní inženýrství (M-FLI)

Složení komise

prof. RNDr. Milada Kozubková, CSc. (předseda)
doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc. (místopředseda)
prof. Ing. František Pochylý, CSc. (člen)
prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D. (člen)
Ing. Iva Svobodová (člen)
Ing. Jindřich Veselý, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. David Štefan, Ph.D.

Předložená diplomová práce je na velice dobré úrovni. Student po celou dobu pracoval samostatně a svědomitě, jelikož musel získat znalosti z rozsáhlého množství podkladů týkajících se zejména problematiky návrhu induceru pro vysokootáčková čerpadla na tekutý kyslík. Téma práce se opíralo o výzkumné aktivity v rámci projektu TRIO Ministerstva průmyslu a obchodu ČR, tudíž využití výsledků má do budoucna vysoký praktický potenciál. Výstupem je ucelená procedura návrhu hydrauliky induceru ověřená pomocí CFD výpočtu. Jako vedoucí nemám k předložené diplomové práci připomínky a doporučuji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Diplomant se ve své práci zabývá návrhem induceru pro čerpání kapalného kyslíku jako okysličovadla raketového motoru. Vzhledem k velmi vysokým otáčkám zde existuje nebezpečí kavitace a inducer je jedním z možných řešení pro zvýšení tlaku na vstupu do oběžného kola čerpadla.
Student postupoval velmi systematicky, provedl důkladnou řešerši, základní hydraulický návrh, výpočtové modelování proudění i základní pevnostní výpočet. Vyzdvihuji, že student ve všech krocích postupuje kriticky, zvažuje různé alternativy. Výsledkem je úspěšný návrh induceru (alespoň na základě výpočtového modelování), dokonce s ověřením kavitačních vlastností dvoufázovým CFD výpočtem. Je zřejmé, že student práci věnoval velké množství času a pracoval svědomitě, návrh induceru provedl v celé své komplexnosti. Oběžné kolo induceru splňuje návrhvoé parametry a dosahuje relativně vysoké účinnosti
Skvělý dojem z práce poněkud kazí velké množství překlepů a gramatických chyb.
Práci doporučuji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. 1. Zmiňujete problémy se vstupní recirkulací. Jaké způsoby jejího potlačení byste navrhl?
  2. 2. Co vedlo k volbě Fermatovy spirály jako tvořící křivky náběžné hrany?

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová