EXPERIMENTÁLNÍ VÝZKUM ÚPLAVU ZA ŠPATNĚ OBTÉKANÝM TĚLESEM

Bc. Vojtěch Jonáš

Master's thesis

Abstract:

Hlavním cílem této práce je v daných laboratorních podmínkách provést vizualizaci proudění za špatně obtékaným tělesem. Při obtékání těles kapalinou za tělesem vzniká tzv. úplav, jehož vlastnosti závisí na mnoha kritériích, například na vlastnostech proudící kapaliny, rychlosti jejího proudění či tvaru zkoumaného obtékaného tělesa. Úvod práce je věnován předchozím výzkumům, které se zabývali stejnou či podobnou tématikou. Nezbytným předpokladem pro dosažení cíle této práce bylo vypracování teoretických podkladů pro samostatné experimentální měření. Tématy v teoretické částí práce jsou vysvětlení pojmu úplav za obtékaným tělesem, jeho tvorba a jeho vizualizace. Předmětem experimentální části práce je metoda cínových iontů, popis zařízení tažné nádrže, její konstrukce, obsluha a provoz. Hlavní téma v experimentální části je vizualizace úplavu při špatném obtékání tělesa v závislosti na Reynoldsově čísle a jeho velikosti Re = (20-150). Dále se bude tato část zabývat experimentálním měřením Strouhalova čísla. Poslední část je věnována porovnání experimentální vizualizace úplavu pomocí cínové metody s CFD simulací v softwaru ANSYS Fluent. Závěrem práce je porovnání a diskuze výsledků s jinými autory.

Abstract:

The main aim of this thesis is to visualize the flow of the bluff body in given laboratory conditions. When bodies are wrapping with liquid behind the body is formed "the so-called" wake, whose properties depend on many criteria, for example on the properties of the flowing liquid, and on the velocity of its flow or shape of the examined wrapped body. The introduction of this thesis is dedicate to previous research, which dealt with the same or similar themes. A necessary prerequisite for achieve the aim of this work was formulated the theoretical backgrounds for independent experimental measurement. In the theoretical part of this thesis are an explanation of the term wake behind the fluid flow, his function and visualization. In the experimental part is analyzed the issue of the tin ions method, description of the towing tanks, their design and operation. The main theme in the experimental part is visualization wake in the case of a bluff body around the cylinder, depending on the Reynolds number and his size Re = (20-150). The next section deal with experimental measurements of the Strouhal's numbers. The last part of this thesis is dedicate to comparing of the experimental visualization wake using ions method with CFD simulation in the software ANSYSFluent. The conclusion of the thesis is the comparison and discussion of the results with other authors.

Keywords

vizualizace, úplav, válec, laminární proudění, tažná nádrž, cín

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 7. 9. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Petra Dančová, Ph.D.

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Master programme / field:
Mechanical Engineering / Machine and Equipment Design