diplomová práce

Konstrukční návrh kolektoru

Text práce 5.28 MB Příloha 240.1 kB

Autor práce: Ing. Michal Podhorský

Ak. rok: 2013/2014

Vedoucí: Ing. Libor Horsák, Ph.D.

Oponent: Ing. Tomáš Létal, Ph.D.

Abstrakt:

Cílem této diplomové práce je provést konstrukční návrh kolektoru. Práce je
rozdělena na dvě části. V první části je proveden rozbor jednotlivých částí kolektoru a jeho
analytický výpočet pomocí norem EN 12 952, ČSN 69 0010 a ASME I. Druhá část práce
je zaměřena na ověření analytického výpočtu pomocí metody MKP v programu ANSYS a
zjištění nejvíce nebezpečných míst. Výsledkem práce je také vytvoření základní výkresové
dokumentace.

Klíčová slova:

Kolektor, konstrukční návrh, výpočet, ČSN 12 952, ČSN 69 0010, ASME I, kategorizace
napětí

Termín obhajoby

17.06.2014

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaCznamka

Klasifikace

C

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Strojní inženýrství (M2I-P)

Studijní obor

Procesní inženýrství (M-PRI)

Složení komise

Ing. Pavel Seichter, CSc. (předseda)
doc. Ing. Ladislav Bébar, CSc. (místopředseda)
Ing. Miloslav Odstrčil, CSc. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Jícha, CSc. (člen)
Ing. Dušan Vincour, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Puchýř, Ph.D. (člen)

Posudek vedoucího
Ing. Libor Horsák, Ph.D.

Bc. Michal Podhorský částečně prostudoval dostupné zdroje nutné pro teoretickou přípravu diplomové
práce. Seznámil se s problematikou pevnostních výpočtů tlakových nádob při zvýšené teplotě. Na
základě výpočtů navrhl základní parametry kolektoru, používaného v mnoha aplikacích v průmyslu.
Vysoké teploty, jimiž byl kolektor zatížen, jsou již v oblasti tečení materiálu, což klade zvýšené nároky
na postup výpočtu. Vhodně zvolil několik možných řešení, normativní výpočty dle nejpoužívanějších
technických norem a po té provedl analýzu MKP. Jednotlivé výsledky norem a MKP vzájemně porovnal,
což byl největší přínos této práce.
Student splnil body zadání diplomové práce. Tato diplomová práce byla nadprůměrně náročná. Grafická
i obsahová úroveň je velmi dobrá. Při zpracovávání problematiky student projevoval schopnost
samostatné práce, zvídavost, cílevědomost a vždy preferoval složitější, ale přínosnější řešení. O celou
problematiku projevoval nadměrný zájem a limitem mu byl pouze nedostatek času vzhledem k složitosti
celé problematiky.

Navrhuji hodnocení diplomanta stupněm A - výborně
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 vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Známka navržená vedoucím: A

Práce Bc. Michala Podhorského je zaměřena na konstrukční návrh kolektoru. V první části práce se autor věnuje návrhu kolektoru pomocí norem ČSN 690010 (koleno řešeno pomocí ČSN EN 13480), ČSN EN 12952 (redukce řešena pomocí ČSN EN 13445) a ASME BPVC (koleno řešeno pomocí API Standard 530). Tato část je zpracována velmi precizně, oceňuji zejména dohledatelnost použitých postupů z norem a dosazených hodnot ve výpočtech. Chyby v této části se omezují na ojedinělé překlepy v některých výpočtech, v navazujících výpočtech jsou však použity správné hodnoty:
- Str. 32: 5,24 MPa >= 5,4 MPa (namísto 5,4 zde zřejmě mělo být 5 a podmínka je tedy splněna).
- Str. 39: do vzorce (101) je za c dosazena hodnota 77 místo 7, výsledek je však správně.
V druhé části se autor věnuje návrhu částí kolektoru s využitím MKP analýz. Vypovídající hodnotu této části snižují nevhodně zvolené výpočtové modely, okrajové podmínky a zatížení:
- Okrajové podmínky a zatížení v analýze hrdla (str. 51) zanedbávají vznik podélných napětí od tlaku jak v plášti tak i v nátrubku.
- Vazba "Cylindrical Support" v analýzách plochého dna (str. 55) a kuželové redukce (str. 58) je nadbytečná.
- V analýze kuželové redukce (str. 58) chybí zatížení, které by způsobovalo vznik podélných napětí od vnitřního tlaku.
V závěrečné části práce jsou srovnány varianty kolektoru, navržené podle zmíněných norem a s využitím MKP.
Protože stěžejní část práce tvoří kapitola věnovaná návrhu kolektoru podle norem, která je zpracována nadstandardně, hodnotím práci i přes slabší část zabývající se návrhem s využitím MKP velmi dobře a doporučuji ji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Otázky k obhajobě:
  1. I když výsledek MKP analýzy ukazuje, že by bylo možné použít menší tloušťku pláště, než je tloušťka navržená na přetlak podle "kotlového vzorce", nelze tuto tloušťku například podle normy ČSN EN 13445 použít. Jak se k možnosti snížení minimální tloušťky vycházející z "kotlového vzorce" staví ostatní v práci využité normy?
  2. Jak je třeba upravit okrajové podmínky a zatížení ve výpočtu hrdla, aby nebyly zanedbány podélná napětí v plášti a nátrubku? Je možné použitý model zjednodušit s využitím symetrie?
  3. Bylo by možné použít jednodušší výpočtové modely pro analýzy redukce, plochého dna a kolena s využitím osové symetrie?

Známka navržená oponentem: B

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová