Měření na otevřené vzduchové trati s radiálním ventilátorem

Petr MATAS

Bakalářská práce

Measurements on an opened wind tunnel with a radial fan

Anotace:

Práce se zabývá dokumentací, modelováním a měřením základní charakteristiky modernizované měřicí trati. Trať je koncipována jako modulární s různými možnostmi využití ve výuce a výzkumu a je vybavena radiálním ventilátorem poháněným třífázovým motorem s frekvenčním měničem. Nejprve je v práci uvedeno stručné rozdělení měřicích tratí a aerodynamických tunelů. Dále je uvedeno rozdělení ventilátorů a jejich základní vlastnosti. Následuje obsáhlá kapitola dokumentující stávající stav vzduchové trati prostřednictvím fotodokumentace a popisu jednotlivých částí tratě. Rovněž je prezentován její komplexní 3D CAD model v sw Autodesk Inventor umožňující případné modifikace trati a případnou výrobu nových součástí. Tento CAD model byl použit pro základní simulace proudového pole samotného radiálního ventilátoru pomocí sw ANSYS Fluent. Nastavení tohoto CFD modelu a jeho výsledky jsou rovněž prezentovány a ukazuji poměrně složité proudové pole ve ventilátoru i výstupním potrubí. V práci je dále popsáno měření základní charakteristiky ventilátoru pro dvoje otáčky, použitý měřicí systém a dosažené výsledky včetně porovnání s uvedenými simulacemi a s hodnotami získanými od předchozího provozovatele. Dále je nastíněn vývoj dalších prací na trati pro nejbližší období, jsou uvedeny návrhy pro možné využití zařízení tratě k různým účelům a její možné modifikace a úpravy v budoucnu.

Abstract:

The work deals with the documentation, modelling and measurement of the basic characteristics of the upgraded aerodynamic test rig. The rig is designed as modular with various possibilities of use in teaching and research and is equipped with a radial fan driven by a three-phase motor with frequency converter. Firstly, a brief classification of the measurement aerodynamic rigs and wind tunnels is presented in the paper. Then the distribution of fans and their basic characteristics are presented. This is followed by a comprehensive chapter documenting the existing technical conditions of the air rig through photo documentation and description of the different parts of it. A comprehensive 3D CAD model in Autodesk Inventor is also presented to enable possible modifications of the track and possible design of new parts. This CAD model was used for basic simulations of the radial fan flow field using ANSYS Fluent. The setup of this CFD model and its results are also presented, showing the relatively complex flow field in the fan and outlet duct. The paper also describes the measurement of the basic fan characteristics for two speeds, the measurement system used and the results obtained including comparison with the simulations presented and with the values obtained from the previous operator. Furthermore, the development of work on the rig for the near future is outlined, suggestions for the possible use of the equipment for various purposes and its possible modifications and adaptations in the future are given.

Klíčová slova

měřící trať, charakteristika ventilátoru, CFD simulace

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 23. 5. 2025

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Richard Matas, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta strojní

Bakalářský studijní program / obor:
Strojní inženýrství / Stavba energetických strojů a zařízení