hrvatski

Fizikalni model tečenja vode u cijevnim sustavima pod tlakom

U ovom radu opisan je fizikalni model tečenja vode u cijevnim sustavima pod tlakom. Za razliku od mjerenja u prirodi, na fizikalnim modelima se odvijaju isti dominantni procesi a sami modeli su manji, jeftiniji te se mjerenja mogu kontrolirano provoditi i ponavljati. Troškovi izrade fizikalnog modela su svega 1-2 % izvedbenog projekta. Pri analizi rezultata dobivenih na fizikalnim modelima je poželjno koristiti i ostale metode istraživanja kao što su teoretske analize, numerički modeli i mjerenja u prirodi. Rad je započet opisom uvjeta sličnosti. Fizikalni model je izgrađena fizička cjelina na kojoj se zbog geometrijske, kinematičke i dinamičke sličnosti sa oponašanim prototipom (prirodom) mogu izvršiti mjerenja i analize, a dobiveni rezultati se mogu ekstrapolirati na prototip. Kako bi se ostvarila željena mehanička sličnost procesa na modelu i u prirodi-prototipu, model se izrađuje u određenim mjerilima uz zadovoljenje uvjeta sličnosti. U radu su objašnjene faze fizikalnog modeliranja te način na koji fizikalni modeli funkcioniraju. Tipovima sličnosti opisane su izvedbe fizikalnih modela prema Froudeovom zakonu, Reynoldsovom, Eulerovom, Stokesovom, Weberovom i Machovom kriteriju sličnosti. Danim primjerima dodatno su objašnjeni proračuni nekih od navedenih kriterija. Dan je opis značenja dimenzijske analize i dani su primjeri oznaka, dimenzija i jedinica nekih fizikalnih veličina u mehanici fluida. Da bi se smanjio broj varijabli u pojavi objašnjen je Pi-teorem. Na taj način skup od n fizikalnih veličina zamijenjen je skupon od n-k bezdimenzijskih π parametara. Distorziranim modelom objasnili smo njegovu upotrebu, karakteristike i nedostatke. Zadnji dio završnog rada posvećen je računskom primjeru proračuna pojedinih fizikalnih veličina na fizikalnom modelu strujanja kapljevine pod tlakom, a fokus je dan izračunu linijskih i lokalnih gubitaka u sistemu pod tlakom. Obradom mjernih podataka za slučaj stacionarnog strujanja pod tlakom na fizikalnom modelu određeni su koeficijenti linijskih gubitaka, apsolutne i relativne hrapavosti za cijevi manjeg i većeg promjera. Obradom podataka određeni su koeficijenti lokalnih gubitaka za naglo proširenje, koljenasti dio sustava, naglo suženje i zasun na tlačnoj cijevi. Pri mjerenju smo došli do određenih odstupanja na modelu zbog nečistoća (pojava algi, sitnih frakcija pijeska i prljavština gume) koje su se našle u vodi. Na osnovi izmjerenih podataka, lokalnih i linijskih gubitaka, nacrtana je piezometarska i energetska linija na danom tlačnom cijevnom sustavu pod tlakom.

Fizikalno modeliranje, dimenzijska analiza, Froudov zakon sličnosti, Reynoldsov zakon sličnosti, izrada modela, provedba modela, hidraulička analiza

Završni rad (Sveučilišni preddiplomski studij), mentor na radu