hrvatski

Hidraulička analiza kuglastih zatvarača primjenom Računalne dinamike fluida

Strujanje fluida u cijevnom sustavu moguće je kontrolirati primjenom zatvarača. Mogu se definirati kao vrsta uređaja u sustavu koji se koriste za pokretanje/zaustavljanje, kontrolu ili usmjerenje fluida. Kuglaste zatvarače možemo opisati kao tip zatvarača koji za kontrolu protoka koriste kuglu koja se rotira. U radu se analizira protok fluida kroz kuglasti zatvarač kao dio cijevnog vodoopskrbnog sustava. Strujanje može biti opisano kao turbulentno koje uzrokuje pojavu vrtloga. Oni se smatraju nepovoljnom pojavom u vodoopskrbnom sustavu, sa mogućnošću uzrokovanja oštećenja zatvarača ili cijevi. Mjerenjem određenih veličina moguće je detektirati područje na kojem će doći do njihove pojave. Cilj ovoga rada je na temelju dobivenih veličina odrediti prethodno spomenuto područje. U tu svrhu se koriste principi Računalne dinamike fluida (eng. Computational Fluid Dynamics, CFD), koja podrazumijeva modeliranje i numeričke metode. CFD kvantitativno predviđa što će se dogoditi prilikom protjecanja određenog fluida. Hidrauličke analize u ovome radu su provedene u Ansys CFX 19.1 kompjuterskom programu, koji koristi Navier-Stokesove jednadžbe, Metodu konačnih volumena i k-ε model turbulencije kao temelj numeričkog modeliranja. Provedene su četiri različite varijante, ovisno o promjeni geometrije (promjer cijevi), kutu rotacije kuglastog zatvarača i vrijednosti ulazne brzine. Dobiveni rezultati prikazani su promjenama sljedećih fizikalnih veličina: brzina, relativni i ukupni tlak, vrtložna viskoznost ikinetička energija turbulencije. Uspoređivanje ovih rezultata daje nam uvid u formiranje vrtloga i njihove moguće efekte na cijevni vodoopskrbni sustav.

Ansys CFX kompjuterski program, kuglasti zatvarač, vrtlozi, turbulentno strujanje, k-epsilon turbulentni model, numeričko modeliranje, hidraulička analiza

Diplomski rad