SLO | ENG

Večja pisava | Manjša pisava

Izpis gradiva

Naslov:HEAT TRANSFER IN UNIPORE CELLULAR STRUCTURE
Avtorji:Frajnkovič, Matevž (Avtor)
Marn, Jure (Mentor) Več o mentorju... Novo okno
Ren, Zoran (Komentor)
Datoteke:.pdf MAG_Frajnkovic_Matevz_2017.pdf (2,59 MB)
 
Jezik:Angleški jezik
Vrsta gradiva:Magistrsko delo/naloga (mb22)
Organizacija:FS - Fakulteta za strojništvo
Opis:This master’s thesis deals with heat transfer in a specific cellular structure, called UniPore cellular structure. Said structure has been developed at Japan’s Kumamoto university. The structure is manufactured using the technique of explosion welding. Due to longitudinal orientation of the pores and high thermal conductivity of materials, the thermal properties of the structure as a heat exchanger have been analysed. Influence of different boundary conditions on the effectiveness of heat transfer in the structure has been analysed. The results are compared and analysed. It has been concluded, that the structure itself might be suitable when dealing with dirty liquids. Usage of the structure in such systems would enable a quick and efficient cleaning process of the waste, that deposits on the walls over time.
Ključne besede:Heat transfer, cellular structure, porous materials, CFD
Leto izida:2017
Izvor:Maribor
Licenca:CC BY-NC-ND 4.0
To delo je dosegljivo pod licenco Creative Commons Priznanje avtorstva-Nekomercialno-Brez predelav 4.0 Mednarodna
Število ogledov:115
Število prenosov:27
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
Področja:KTFMB - FS
:
  
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
Objavi na:Bookmark and Share

Postavite miškin kazalec na naslov za izpis povzetka. Klik na naslov izpiše podrobnosti ali sproži prenos.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Naslov:PRENOS TOPLOTE V UNIPORE CELIČNI STRUKTURI
Opis:Magistrsko delo se ukvarja s prenosom toplote v specifični celični strukturi imenovani UniPore celična struktura. Omenjena struktura je bila razvita na japonski univerzi Kumamoto. Izdelava strukture poteka s procesom eksplozijskega varjenja. Zaradi aksialne orientacije celic znotraj strukture in ugodnih termičnih lastnosti materiala iz katerega je struktura narejena, se poraja vprašanje kako primerna je slednja za uporabo kot toplotni prenosnik. V delu je analiziran vpliv robnih pogojev in začetnih hitrosti tekočin na učinkovitost prenosa toplote znotraj strukture. Rezultati so nato med seboj primerjani. Ugotovljeno je bilo, da bi bila omenjena struktura primerna za uporabo v aplikacijah, kjer se ukvarjamo z umazanimi tekočinami. Zaradi ravnih celic bi struktura omogočala hitro in učinkovito čiščenje oblog, ki bi se tekom procesa odlagale na stene le-te. Struktura je torej uporabljena kot izmenjevalec toplote z navznoter obrnjenimi rebri (angl. Internally Finned Tube Heat Exchanger – IFTHE). Sodobne inženirske vede se zmeraj bolj ukvarjajo s celičnimi strukturami in uporabo le-teh v praktične namene. Direktna posledica tega je razmah 3D dodajalnih tehnologij, ki nam omogočajo nadzorovano izdelavo omenjenih struktur. Celične in porozne strukture so široma uporabne na področju mehanike konstrukcij ter prenosnih pojavov. Omogočajo nam načrtovanje elementov s točno določenimi gradienti spreminjanja ene ali več lastnosti, kot na primer togost ali toplotna prevodnost. Cilj dela je določiti efektivno vrednost moči strukture kot prenosnika toplote s pomočjo parametričnih računalniških simulacij izvedenih v modulu CFX programskega paketa Ansys. Prav tako je cilj določitev karakteristike spreminjanja moči prenosnika toplote v odvisnosti od spreminjanja robnih pogojev. Dodatno nas zanima tudi vpliv zunanje izolacije na učinkovitost prenašanja toplote med mediji, ki tečejo znotraj strukture. Računalniške simulacije so bile izvedene ob predpostavkah, da je sistem popolnoma inerten, torej da znotraj sistema ni nobenih izvorov ali ponorov mase ali energije. V začetku magistrskega dela je predstavljeno teoretično ozadje problema, izdelava strukture, ter metoda končnih volumnov. Drugi del magistrskega dela bralcu predstavi proces izdelave numeričnega modela, ter opiše robne pogoje in poda izbrane vrednosti le-teh. V naslednjem poglavju so prikazani rezultati, ki so prav tako komentirani in primerjani med seboj. Zaključna poglavja pa se osredotočajo na možnosti nadaljnjega dela na obravnavanem področju. Struktura je izdelana s procesom eksplozijskega varjenja, v katerem sta dva ali več ločena dela nerazstavljivo spojena med seboj. Spoj je posledica sile, ki jo povzroči eksplozija sredstva, ki obdaja dela. Pri procesu se zaradi sile med deli formira curek plazme, ki jih nato na zelo ozkem področju spoji med seboj. Eksplozijsko varjenje se od konvencionalnih načinov varjenja razlikuje predvsem v tem, da zaradi ozkega področja spoja ne pride do znatnih sprememb v mikrostrukturi materiala. V procesu izdelave obravnavane strukture je v večjo cev vstavljenih številno manjših cevk. Le-te so nato napolnjene s parafinom, ki prepreči njihovo prekomerno deformiranje. Večja cev je nato obdana z eksplozivom, ki ob detonaciji ustvari kompresijsko silo, potrebno za spojitev cevk. Zaradi tanjših sten manjših cev, se slednje med procesom deformirajo v kvazi-pravokotno obliko. S procesom eksplozijskega varjenja so bile uspešno izdelane strukture premerov okrog 200 mm in dolžin okrog 1200 mm. Prenos toplote kot tak lahko poteka preko treh glavnih mehanizmov. To so prevod toplote, konvekcija in toplotno sevanje. Znotraj mehanizma konvekcije poznamo dva različna tipa. Prisilno konvekcijo, katere gonilna sila je razlika tlaka ki je posledica sile, in naravno konvekcijo, katere gonilna sila je razlika tlaka ki je posledica razlike gostot. V primeru obravnavane strukture so temperature dovolj nizke, da se lahko toplotno sevanje zanemari.
Ključne besede:Prenos toplote, celične strukture, porozni materiali, CFD


Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici