Identyfikacja nieustalonego rozkładu temperatur i naprężeń w elementach o prostych i złożonych kształtach
Wariant tytułu
Identification of transient temperature and stress distribution in a simple and complex domain
Autor
Konieczny, Mariusz
Promotor
prof. dr hab. inż. Piotr Duda
Promotor pomocniczy
dr inż. Andrzej Duda
Data wydania
2023
Data obrony
19.12.2023
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Słowa kluczowe
metody odwrotne, metody objętości kontrolnej, przewodzenie ciepła, systemy diagnostyczne
inverse problems, inverse method, heat conduction, control volume method, diagnostic system
Abstrakt
W trakcie eksploatacji urządzeń przemysłowych mogą powstawać wysokie naprężenia spowodowane ciśnieniem czynnika roboczego lub zmianami temperatury. Praca przedstawia metody odwrotne, które pozwalają na identyfikację przebiegu temperatur i naprężeń dla całej geometrii na podstawie pomiaru nieustalonych przebiegów temperatur na powierzchni zewnętrznej. Zaproponowane metody odwrotne mogą być również wykorzystane do obliczenia współczynnika wnikania ciepła. Analizę naprężeń termicznych przeprowadzono z wykorzystaniem liniowej teorii termosprężystości. Dokładność i stabilność zaproponowanych metododwrotnych wykazano w testach numerycznych. Ocenę dokładności rozwiązania odwrotnego dokonano porównując wyniki identyfikacji z wynikami otrzymanymi z rozwiązania bezpośredniego. Najwięcej uwagi poświecono analizie cieplnowytrzymałościowej dla nagrzewanego kolektora poziomego, dla którego przeprowadzono również weryfikację eksperymentalną na półprzemysłowym stanowisku badawczym. Identyfikacja nieustalonej temperatury została zweryfikowana poprzez porównanie obliczonych i zmierzonych nieustalonych temperatur w kilku punktach wewnątrz ściany kolektora. Algorytm przedstawiony w niniejszej pracy można wdrożyć w przemyśle celem bezpiecznego zwiększenia szybkości rozruchu i wyłączania bloku energetycznego, przyczyniając się do zmniejszenia strat energii oraz zmniejszenia śladu węglowego.
During the operation of industrial equipment, high stresses may arise due to the pressure of the working fluid or temperature changes. The work presents inverse methods that allow the identification of temperature and stress distribution for the entire geometry based on the measurement of temperature transients on the external surface. The proposed inverse methods can also be used to calculate the heat transfer coefficient. Thermal stress analysis was carried out using the linear theory of thermoelasticity. The accuracy and stability of the proposed inverse methods were verified in numerical tests by comparing the identification results with the results obtained from the direct solution. Most attention was paid to the thermal and stress analysis of the heated collector, for which experimental verification was also carried out on a semi-industrial test stand. The identification of the temperature transients was verified by comparing the calculated and measured temperatures at several points inside the collector wall. The algorithm presented in this work can be implemented in the industry to safely increase the start-up and shutdown speed of the power unit, contributing to reducing energy losses and reducing the carbon footprint.
Wydział
Wydział Mechaniczny
Status pracy dyplomowej
po obronie
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
