Tato diplomová práce se zabývá stacionárními turbulentními výpočty proudění mokré vodní páry v kanálu za posledním stupněm turbíny a vstupem do ohříváku topné vody. V teoretické části jsou popsány parní tepelné stanice a jejich vybrané části. Je proveden rozbor termodynamiky vodní páry a mechanicky tekutin, včetně bilančních rovnic. Je popsána teorie obecných ztrát a ztrát vznikajících na turbínách. Následující kapitola obsahuje rozbor výpočetní mechaniky tekutin, včetně průběhu procesu mechanických simulací. Také jsou vysvětlena interpolační schémata a přístupy k modelování turbulence. V kapitole výpočtů je popsán výstupní trakt, který je předmětem této práce. Také je proveden empirický odhad ztrátového součinitele. V této kapitole je dále popsáno nastavení programu ANSYS Fluent pro výpočet a následuje část výsledků a vyhodnocení. V závěru bylo provedeno vyhodnocení a doporučení pro další práci.
Anotace v angličtině
This diploma thesis deals with stationary turbulent calculations of wet steam flow in the channel behind the last stage of the turbine and the entrance to the district heater. The theoretical part describes the steam heating stations and their selected parts. An analysis of the thermodynamics of water vapor and mechanical fluids is performed, including governing equations. The theory of general losses and losses occurring on turbines are described. The following chapter handles an analysis of computational fluid mechanics, including the description of the process of mechanical simulations. Interpolation schemes and approaches to turbulence modeling are also explained. The chapter of calculations describes the output tract, which is the subject of this thesis. An empirical estimate of the loss factor is also performed. This chapter further describes the settings of the ANSYS Fluent program for the calculation, followed by a section of results and evaluation. At the end, an evaluation and recommendations for further work have been made.
CFD simulation, flow, loss factor, turbine, outlet tract, district heater
Rozsah průvodní práce
75 s.
Jazyk
CZ
Anotace
Tato diplomová práce se zabývá stacionárními turbulentními výpočty proudění mokré vodní páry v kanálu za posledním stupněm turbíny a vstupem do ohříváku topné vody. V teoretické části jsou popsány parní tepelné stanice a jejich vybrané části. Je proveden rozbor termodynamiky vodní páry a mechanicky tekutin, včetně bilančních rovnic. Je popsána teorie obecných ztrát a ztrát vznikajících na turbínách. Následující kapitola obsahuje rozbor výpočetní mechaniky tekutin, včetně průběhu procesu mechanických simulací. Také jsou vysvětlena interpolační schémata a přístupy k modelování turbulence. V kapitole výpočtů je popsán výstupní trakt, který je předmětem této práce. Také je proveden empirický odhad ztrátového součinitele. V této kapitole je dále popsáno nastavení programu ANSYS Fluent pro výpočet a následuje část výsledků a vyhodnocení. V závěru bylo provedeno vyhodnocení a doporučení pro další práci.
Anotace v angličtině
This diploma thesis deals with stationary turbulent calculations of wet steam flow in the channel behind the last stage of the turbine and the entrance to the district heater. The theoretical part describes the steam heating stations and their selected parts. An analysis of the thermodynamics of water vapor and mechanical fluids is performed, including governing equations. The theory of general losses and losses occurring on turbines are described. The following chapter handles an analysis of computational fluid mechanics, including the description of the process of mechanical simulations. Interpolation schemes and approaches to turbulence modeling are also explained. The chapter of calculations describes the output tract, which is the subject of this thesis. An empirical estimate of the loss factor is also performed. This chapter further describes the settings of the ANSYS Fluent program for the calculation, followed by a section of results and evaluation. At the end, an evaluation and recommendations for further work have been made.
CFD simulation, flow, loss factor, turbine, outlet tract, district heater
Zásady pro vypracování
Budou provedeny 3D CFD stacionární turbulentní výpočty proudění mokré vodní páry kanálu mezi posledním stupněm a vstupem do ohříváku topné vody. Tyto výpočty budou provedeny pro celou řadu provozních režimů. Okrajové podmínky výpočtů budou převzaty z interních výpočtů Škoda nebo z měření. CFD výpočty budou porovnány s empiricky určenou ztrátou, která bude v rámci práce odvozena.
1. Provést CFD simulaci proudění alespoň v jednom ze dvou výstupních traktů do OTV.
2. Okrajové podmínky pro CFD simulace převzít z uskutečněných experimentů na díle.
3. Provést empirický odhad tlakových ztrát pro oba výstupní trakty.
4. Porovnat výsledky numerických simulací s výsledky experimentů a s empiricky stanovenou ztrátou.
Diplomová práce bude zpracována ve spolupráci se Škoda Doosan Power s konzultantem doc. Ing. Michalem Hoznedlem, Ph.D.
Zásady pro vypracování
Budou provedeny 3D CFD stacionární turbulentní výpočty proudění mokré vodní páry kanálu mezi posledním stupněm a vstupem do ohříváku topné vody. Tyto výpočty budou provedeny pro celou řadu provozních režimů. Okrajové podmínky výpočtů budou převzaty z interních výpočtů Škoda nebo z měření. CFD výpočty budou porovnány s empiricky určenou ztrátou, která bude v rámci práce odvozena.
1. Provést CFD simulaci proudění alespoň v jednom ze dvou výstupních traktů do OTV.
2. Okrajové podmínky pro CFD simulace převzít z uskutečněných experimentů na díle.
3. Provést empirický odhad tlakových ztrát pro oba výstupní trakty.
4. Porovnat výsledky numerických simulací s výsledky experimentů a s empiricky stanovenou ztrátou.
Diplomová práce bude zpracována ve spolupráci se Škoda Doosan Power s konzultantem doc. Ing. Michalem Hoznedlem, Ph.D.
Seznam doporučené literatury
1. FIEDLER, Jan. Parní turbíny: návrh a výpočet. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2004. Učební texty vysokých škol. ISBN 80-214-2777-9.
2. MAYER, Jiří. Tepelné stroje a zařízení. 2. vyd. oprav. Liberec: Vysoká škola strojní a textilní v Liberci, 1975.
3. KADRNOŽKA, Jaroslav. Tepelné turbíny a turbokompresory. [1], Základy teorie a výpočtů. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2004. ISBN 80-7204-346-3.
1. FIEDLER, Jan. Parní turbíny: návrh a výpočet. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2004. Učební texty vysokých škol. ISBN 80-214-2777-9.
2. MAYER, Jiří. Tepelné stroje a zařízení. 2. vyd. oprav. Liberec: Vysoká škola strojní a textilní v Liberci, 1975.
3. KADRNOŽKA, Jaroslav. Tepelné turbíny a turbokompresory. [1], Základy teorie a výpočtů. Brno: Akademické nakladatelství CERM, 2004. ISBN 80-7204-346-3.