Posudek diplomové práce
Téma: Analýza vedení tepla a degradace palivové stěny Student: Bc. Pavel Prokopec
Hodnocení práce:
Závěrečná práce odpovídá zadání. Práce je zaměřena na vedení tepla přes teplosměnnou plochu kotle na biomasu. Cílem je získání informace o teplotním průběhu v oblasti tlakového žebroví teplosměnné plochy zplyňovacího kotle na biomasu, protože existuje hypotéza, že zvýšený odvod tepla vlivem žebra urychluje korozní působení spalin a tím nepříznivě ovlivňuje životnost kotle.
První část část tvoří dvě kapitoly. První je věnovaná konstrukci zkoumaného zařízení, tj. kotle s problematickou konstrukcí tlakového žebroví, včetně popisu tlakového žebroví, kterého se práce týká především. Součástí kapitoly je definování podmínek, kterým je za provozu zkoumaná část celku vystavena a provedení přípravných výpočtů nutných pro modelování vedení tepla ve stěně s žebrem, tzn. součinitelů přestupu tepla konvekcí a sáláním. Druhá se pak věnuje teorii degradačních procesů probíhajících v zařízení, tj. jak zplyňování a spalování paliva, tak mechanismu koroze a oslabování konstrukčních prvků jejím vlivem.
Praktickou část tvoří tři části. První je využití teorie podobnosti, respektive dimenzionální analýzy k odvození kritérií podobnosti, ze kterých by bylo možno po stanovení konkrétního tvaru na základě mnoha a mnoha měření provozních stavů určit velikost hledané veličiny. V tomto konkrétním případě by pravděpodobně hledanou veličinou měla být např.
rychlost úbytku stěny vlivem koroze nebo podobná veličina. Veličiny pro analýzu jsou určeny arbitrárně a dokládají riziko plynoucí ze samotné metody, tj. opomenutí vlivné veličiny.
Druhou část tvoří popis numerického řešení rovnice vedení tepla metodou konečných diferencí včetně odvození konkrétního tvaru rovnic pro všecny typy výpočtových elementů vyskytujících se ve výpočové oblasti. Výsledkem aplikace pak jsou teplotní profily v kritické oblasti žebra. V třetí části je velice stručný úvod do dalších numerických metod jako je metoda konečných prvků a objemů, a především jejich aplikace na daný problém. Bylo vytvořeno několik výpočetních modelů, jejichž výsledky autor analyzuje a komentuje.
Závěrem autor navrhuje opatření pro snížení korozního poškození kotlové stěny, z nichž některé lze realizovat i jako optimalizační úlohy řešené pomocí numerických metod.
Rozsahem i obsahem práce odpovídá požadavkům na diplomovou práci. V práci se objevují gramatické, ale i stylistické chyby jako jsou komplikované slovní obraty a dlouhá souvětí. Nejslabší stránkou práce je formátování, které není v práci vždy úplně konzistentní.
Faktickou chybou pak je používání pojmu "sítový model" v některých podkapitolách, a celkově používání ne zcela obvykle používaných slovních spojení v souvislosti s numerickými metodami.
Shrnutí:
Navrhuji známku „velmi dobře“ a práci doporučuji k obhajobě.
Dotazy a náměty k diskusi:
Kterou neznámou veličinu by autor hledal pomocí dimenzionální analýzy? Nebylo by vhodnější zahrnout namísto obtižně určitelných součinitelů přestupu tepla např. výkon zařízení?
Jaké možnosti stran optimalizace konstrukce a provozu zařízení se nabízejí v souvislosti s využitím metod numerického modelování?
Ostravě 19. 6. 2020
Ing. Mario Machů, Ph.D.
