hrvatski

Hidraulička analiza pločastih i leptirastih zatvarača primjenom računalne dinamike fluida

Zatvarači su kao vrlo bitna komponenta većine vodoopskrbnih sustava izloženi utjecaju velikih hidrodinamičkih sila. Utjecajem velikih vrijednosti pojedinih fizikalnih veličina na zatvarač i cijev u kojem se nalazi može doći do njihovog oštećenja, što može ugroziti funkcioniranje vodoopskrbnog sustava. Upravo je iz tog razloga potrebno predvidjeti i odrediti maksimalne vrijednosti brzina, tlakova i ostalih fizikalnih veličina koje bi se mogle pojaviti u promatranom sustavu pri određenim uvjetima. Predviđanje ekstremnih uvjeta omogućuje pravilno dimenzioniranje zatvarača za očekivane uvjete kojima bi zatvarač mogao biti izložen što je ujedino i glavni cilj ovog rada. Jedna od metoda predviđanja i određivanja ekstremnih vrijednosti kod zatvarača je modeliranje koristeći Računalnu dinamiku fluida (eng. Computational Fluid Dynamics). Upravo je spomenuta metoda korištena pri izradi ovog rada kako bi se dobio uvid u vrijednosti fizikalnih veličina za modele pločastog i leptirastog zatvarača unutar cijevi pri karakterističnim stupnjevima zatvorenosti. Za dobivanje potrebnih rezultata i provedbu hidrodinamičke analize korišten je Ansys Workbench 19.1 računalni programski paket. Hidrodinamička analiza je provedena za četiri stupnja otvorenosti pločastog i tri stupnja otvorenosti leptirastog zatvarača. Određeno je i pojašnjeno na kojim se pozicijama unutar cijevi javljaju ekstremne vrijednosti koje mogu oštetiti zatvarač. Za obrađene modele dobiveni rezultati ukazuju kako se najopasniji uvjeti tečenja javljaju pri manjim stupnjevima otvorenosti zatvarača. Usporedbom modela s različitim položajima otvorenosti zatvarača i različitim rubnim uvjetima utvrđene su veze temeljem kojih je moguće predvidjeti ekstremne vrijednosti pojedinih fizikalnih veličina za ostale stupnjeve otvorenosti zatvarača i za drukčije rubne uvjete. Definirani su položaji pojavljivanja maksimalnih vrijednosti svih fizikalnih veličina, kavitacije i podtlakova. Ustanovljeno je kako su vrijednosti pojedinih fizikalnih veličina višestruko veće u području zatvarača u usporedbi s njihovim vrijednostima na ulaznim/izlaznim profilima cijevi. Zaključak je kako je modeliranje koristeći Računalnu dinamiku fluida relativno brz i efikasan način dobivanja potrebnih informacija i podataka prije kretanja u samo projektiranje i dimenzioniranje elemenata cjevovoda i komponenti vodoopskrbnih sustava.

pločasti zatvarač, leptirasti zatvarač, numeričko modeliranje, hidraulička analiza, Računalna dinamika fluida, Ansys CFX

Diplomski rad