diplomová práce

Vzduchem chlazený rozvaděč

Text práce 4.11 MB Příloha 45.49 MB

Autor práce: Ing. Ivan Rusetskyi

Ak. rok: 2020/2021

Vedoucí: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Oponent: Ing. Miloslav Bělka, Ph.D.

Abstrakt:

Při provozu elektrických zařízení dochází ke generování tepla v důsledku vnitřních ztrát zařízení. Pokud jsou tato zařízení umístěna v rozvaděči, tepelný výkon jednotlivých prvků se sčítá a teplota v rozvaděči může narůst až na hodnoty, kdy klesá spolehlivost jednotlivých zařízení. Jednou z cest, jak zabránit nárůstu teploty uvnitř rozvaděče na kritické hodnoty, je vyřešit jeho vhodné provětrávání (chlazení okolním vzduchem) a to buď přirozeným způsobem, nebo s využitím ventilátoru. Tato diplomová práce zabývá nejspolehlivějším způsobem chlazení rozvaděčů UniGear ZS1 a to přirozeným způsobem.

Klíčová slova:

Rozvaděč, chlazení volnou konvekcí, CFD, přenos tepla, odváděný tepelný výkon z rozvaděče.

Termín obhajoby

15.06.2021

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaBznamka

Klasifikace

B

Průběh obhajoby

Student odprezentoval obsah své diplomové práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny tyto doplňující otázky: Jak jste zjistil vstupní podmínky? Které veličiny ovlivňují mezní vrstvu? Ověřil jste hodnoty spočtené s reálnými? Proč může vzniknout výboj při vírovém proudění a má vliv i znečištění vzduchu? Zodpovězeno. Jaké faktory ovlivnili návrh geometrie mřížky? Zodpovězeno.

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Strojní inženýrství (M2I-P)

Studijní obor

Energetické inženýrství (M-ENI)

Složení komise

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jan Fiedler, Dr. (místopředseda)
Ing. Petr Kracík, Ph.D. (člen)
Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D. (člen)
Ing. Přemysl Kohout, MBA (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Diplomant zpracoval zadání diplomové práce, vycházející z požadavků průmyslového partnera. Při zpracování tohoto tématu pracoval aktivně, samostatně dostudovával potřebnou problematiku a práci předkládal ke konzultacím.
Výsledkem práce studenta je vytvořený model rozvaděče v prostředí počítačové dynamiky tekutin (CFD), který byl použit pro posouzení současného stavu chlazení rozvaděče. Při tvorbě modelu musel student překonat řadu překážek, souvisejících zejména s problematikou přirozené konvekce ze zatěžovaných částí rozvaděče, která kladla nemalé nároky na kvalitu výpočtové sítě a výpočetní výkon zařízení. Student tyto překážky překonal a v práci uvedl popis postupu, jak při tvorbě a nastavení podobných výpočtů postupovat.
Na základě výsledků simulace proudění a přenosu tepla uvnitř rozvaděče byla po konzultacích s průmyslovým partnerem navržena opatření, která zlepšují odvod tepla z kritických součástí. Efekt navržených opatření byl ověřen počítačovými simulacemi na upraveném modelu zařízení.
Student prokázal schopnost samostatné inženýrské práce, když vytvořil počítačový model, zrealizoval potřebné simulace, vyhodnotil je a pro průmyslového partnera navrhl opatření, vedoucí ke zlepšení parametrů zařízení.
Student splnil cíle zadání. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím stupněm B.
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 A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: B

Hodnocená diplomová práce se zabývá chlazením rozvaděče vysokého napětí s využitím výpočtové mechaniky tekutin. Práce je rozdělena na teoretickou a výpočtovou část. V teoretické části jsou popsány principy přenosu tepla, numerické výpočetní metody, rozdělení rozvaděčů a jejich částí. Ve výpočtové části je popsána analýza proudění skrz rozvaděč a návrh jednotlivých geometrických variant pro zintenzivnění přestupu tepla. Diplomová práce obsahuje velké množství překlepů, opakujících se slov nebo nepřeložených anglických výrazů, což zhoršuje její čitelnost. Jednotlivé kapitoly na sebe logicky navazují, avšak text hlavně v teoretické části by mohl být rozdělen na více odstavců dle jednotlivých myšlenek autora či popisovaných jevů. Práce by zasloužila lepší práci s citacemi, zejména v případě některých obrázků či tabulek. Ve výpočtové části student zvládl provést simulace obsahující přirozenou konvekci včetně přestupu tepla radiací. Chybí ale test nezávislosti sítě nebo test vlivu velikosti časového kroku u nestacionárního výpočtu. Interpretace výsledků a samotného nastavení výpočtu v diplomové práci postrádá větší péči, např. okrajové podmínky s hodnotami teplot by mohly být prezentovány ve formě obrázku nebo tabulky, v rámci výpočtu je sledována rychlost v několika bodech výpočtové domény, ale poloha bodů není známá. Dosažené výsledky však student dokázal analyzovat a přijít s řešením pro zintenzivnění chlazení. Zadané cíle tak byly splněny, a proto doporučuji práci k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis D
Práce s literaturou včetně citací C
Otázky k obhajobě:
  1. Na obrázku 28 je uváděn vypočtený odváděný tepelný výkon. Jak byl tento výkon určen?
  2. Parametr y+ se používá pro hodnocení první přístěnné buňky sítě. Proč je v práci cíleno na hodnoty y+ <1 a proč někdy může být hodnota třeba více než 30?

Známka navržená oponentem: C

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová