Projekty a granty

Vyhodnocení útlumu konstrukce vertikálního HRSG kotle pomocí fyzikálního modelu

SP2016/93

Rozbor stavu problematiky v ČR a ve světě Tento projekt navazuje na výzkumnou činnost hlavního řešitele vykonávanou v rámci SGS v roce 2014. Jednalo se o projekt SP2014/130 "Stanovení logaritmického útlumu konstrukce elektrárenského kotle". Předmětem současného výzkumu bude rozvinout poznatky získané z měření uskutečněných na zmenšeném fyzikálním modelu vertikálního kotle, jehož vytvoření bylo předmětem předchozí práce. Na tomto modelu byla již také provedena experimentální modální analýza pro zjištění dominantních vlastních frekvencí mechanické soustavy. Náplní aktuálního projektu bude stanovení hodnot logaritmického dekrementu útlumu pro vyšší vlastní tvary kmitání soustavy. Útlum nosných konstrukcí je předmětem experimentálního výzkumu na mnoha experimentálních pracovištích v ČR i ve světě. Důvodem je fakt, že útlum sám nelze analyticky vypočítat. Proto všechny výpočetní modely zahrnující tlumení konstrukce musí vycházet z experimentálního ověření předpokladů. Konstrukce vertikálních kotlů je typická přehledným a neměnným uspořádáním nosné konstrukce. Díky této skutečnosti můžeme vyjádřit útlum konstrukce na zmenšeném modelu a získanou informaci aplikovat při návrhu podobných reálných konstrukcí. Oproti běžným konstrukcím pozemních staveb se konstrukce vertikálních kotlů navíc odlišují v několika zásadních okolnostech, díky kterým můžeme předpokládat, že konstrukce vertikálního kotle bude vykazovat útlum vyšší. Této skutečnosti se však dnes v dynamickém posouzení konstrukcí kotlů nevyužívá. Výše uvedené předpoklady jsou podloženy předchozími výsledky výzkumu hlavního řešitele (1) i pracemi jiných autorů (2), (3), (4). Přehled použitých metod Výzkum prováděný v rámci tohoto projektu se bude skládat z části experimentální a části analytické. V experimentální části bude prováděna dynamická analýza fyzikálního modelu konstrukce. Konstrukce bude harmonicky buzena elektrodynamickými budiči postupně na několika hodnotách frekvencí, které odpovídají hodnotám vlastních frekvencí zjištěných experimentálně v rámci předchozího měření. Konstrukce bude osazena šesti akcelerometrickými jednoosými čidly stejně jako při předchozím měření. Předmětem tohoto měření bude časový záznam dokmitávání konstrukce a vyhodnocení útlumu z dokmitávání vyplývající. Oproti dříve realizovanému měření se to bude lišit ve skutečnosti, že z časového záznamu bude zjištěn logaritmický dekrement útlumu příslušný různým tvarům kmitání konstrukce. Výsledný obrázek o tlumících charakteristikách tak bude ucelený a použitelnější pro praktickou aplikaci. Analytickou část práce představuje vyhodnocení výsledků v programovém prostředí Matlab. Zdůvodnění zapojení jednotlivých členů týmu Řešitelský tým je tvořen hlavním řešitelem, řešitelem a školitelem. Hlavní řešitel bude vykonávat všechny předmětné činnosti tedy zpracovávat návrh experimentu a vyhodnocení získaných dan v programu Matlab. Bude také autorem všech očekávaných výstupů projektu. Úloha řešitele bude spočívat v poradenské činnosti při analýze dat v programu Matlab. Citace: 1) PROTIVÍNSKÝ, Jiří a Martin KREJSA. Reliability Assessment of the Dissipative Link in Steel Boiler Structure with Regard to Seismic Load. In: 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON MATERIALS ENGINEERING FOR ADVANCED TECHNOLOGIES (ICMEAT 2015). 439 DUKE STREET, LANCASTER, PA 17602-4967 USA: DESTECH PUBLICATIONS, INC, 2015, s. 202-206. ISBN 978-1-60595-242-0. 2) GRACZYK, Mateusz and Torgeir MOAN. 2011. Structural Response to Sloshing Excitation in Membrane LNG Tank. Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 133(2): 021103-. DOI: 10.1115/1.4001434. ISSN 08927219. 3) REDDY, G. Maheedhara and V. Diwakar REDDY. 2014. Theoretical Investigations on Dimensional Analysis of Ball Bearing Parameters by Using Buckingham Pi-Theorem. In: Procedia Engineering [online]. roč. 97, s. 1305-1311 [cit. 2015-05-15]. DOI: 10.1016/j.proeng.2014.12.410. ISSN 18777058. 4) LI, Xianhui. 2010. A scaling approach for the prediction of high-frequency mean responses of vibrating systems. The Journal of the Acoustical Society of America. (5): EL209-. DOI: 10.1121/1.3397257. ISSN 00014966. Předchozí dosažené výsledky: 1) PROTIVÍNSKÝ, Jiří a Martin KREJSA. Using scaled physical model for assessment of mechanical damping of power plant boiler structure. Perspectives in Science [online]. 2015,DOI: 10.1016/j.pisc.2015.11.044. ISSN 22130209. (Jsc) 2) PROTIVÍNSKÝ, Jiří a Martin KREJSA. Reliability Assessment of the Dissipative Link in Steel Boiler Structure with Regard to Seismic Load. In: 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON MATERIALS ENGINEERING FOR ADVANCED TECHNOLOGIES (ICMEAT 2015). 439 DUKE STREET, LANCASTER, PA 17602-4967 USA: DESTECH PUBLICATIONS, INC, 2015, s. 202-206. ISBN 978-1-60595-242-0. (WOSUID: WOS:000361105400044) 3) PROTIVÍNSKÝ, Jiří a Martin KREJSA. Material Study of a Short Seismic Link in a Dissipative Structure of a Vertical Industrial Boiler. In: Applied Mechanics and Materials. 623. Switzerland: Trans Tech Publications, 2014, s. 10-17. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.623.10. (D)

2016

2016

Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

SGS

Specifický výzkum VŠB-TUO

Protivínský Jiří Ing.