Önálló feladat 2011/12 tavaszi félév
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Áramlástan Tanszék Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék 2012. február 3.
Kedves Kollégák, az alábbi lista tartalmazza az Áramlástan, az Energetikai Gépek és Rendszerek Tanszék, az Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek által kiírt Önálló Feladat tárgy feladatkiírásait. A feladat választásánál vegyék figyelembe, hogy: • A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG06 kódú kurzusát a négy tanszék közösen írta ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók a listában szereplő összes kiírás közül válogathatnak. • A gépész BSc Folyamattechnika szakirányának BMEGEVGAG08 kódú tárgyát az Áramlástan és a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszékek közösen írták ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók ezen két tanszék témái közül válasszanak! • A gépész MSc Áramlástechnika szakirányának BMEGEVGMKF1 kódú tárgyát a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék írta ki, így az ezt a kurzust felvett hallgatók a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék témái közül válasszanak! A feladatokra a megjelölt konzulensnél kell jelentkezni a szorgalmi időszak első hetének végéig (azaz 2012. február 10-ig). Sikeres jelentkezés után döntésüket - legkésőbb 2012. február 17-ig írják meg Vaik Istvánnak is a
[email protected] címre. A tárgy teljesítésének feltétele a félév végén 15 perces prezentáció tartása a féléves munkáról. A beszámolókat a pótlási héten fogjuk tartani.
1
Tartalomjegyzék Áramlástan Tanszék
4
Energetiakai Gépek és Rendszerek Tanszék
5
Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék
6
Metanolvisszanyerés hulladék-oldószerelegyből . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
Etilacetátvisszanyerés hulladék-oldószerelegyből . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
Izopropanol abszolútizálás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6
Gyógyszeripari oldószerregenerálás szakaszos rektifikálással . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Bioetanol desztilláció . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Keverési teljesítmény méréses meghatározása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
Intelligens nyomatékmérő tesztelése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Szelepkarakterisztika mérése keverőszelepre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Autokláv hőmérsékletszabályozása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Konvekciós szárítás vizsgálata kísérleti eredmények segítségével . . . . . . . . . . . . . . .
8
Brikettálás folyamatának ismertetése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Por-darált szalma szétválasztására alkalmas berendezés tervezése . . . . . . . . . . . . . .
9
Fűrészpor szárítására alkalmas berendezés tervezése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Gömb alakú szilárd anyag hűtési viszonyainak elemzése . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
Jégkrém hűtése kapartfalú hőcserélőben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Üdítő ital oldat felmelegítése és oldás keverős készülékben . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék
11
Hullámkeltő gép üzemi paramétereinek meghatározása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Tesztkerékpár tervezése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Földgáz nyomáshatároló szelep CFD szimulációja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2
Nemnewtoni folyadék instacionárius áramlásának vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Medence optimális töltésének meghatározása dinamikus programozással . . . . . . . . . . 12 Több cél-függvényes dinamikus programozás vízműhálózat optimalizálására . . . . . . . . 12 Newtoni (víz) és nemnewtoni (Bingham plasztikus) anyag áramlásának vizsgálata görbült fal mentén, CFD szoftver segítségével . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Koronária erekben kialakuló véráramlás vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Artériás véráramlás alakulás mozgás közben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Artériás véráramlás numerikus szimulációja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Síklap esése viszkózus közegben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Vízóra vizsgálata instacionárius áramlásban . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Csőszűkítés hatása tranzensekre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Szivattyú vizsgálata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Szivattyú mérőállomás . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Invazív vérnyomásgörbék elemzése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Vérmennyiség változásának hatása az artériás nyomásgörbékre . . . . . . . . . . . . . . . 14 Hallgatói mérőberendezés tervezése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Az élhang geometriai módosításának a kialakuló akusztikai térre való hatásának vizsgálata 15 Gázdinamikai lökéshullámok mérése és kiértékelése . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Készítsen számítógép programot, amely alkalmas max. 6 elemből álló sugaras csőhálózat sajátlengéseinek meghatározására . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Nyomáshatároló szelepben kialakuló áramkép CFD modellezése . . . . . . . . . . . . . . . 16 Nem-visszaverő akusztikai peremek tesztelése ANSYS CFX-ben . . . . . . . . . . . . . . . 16 Áramlásba helyezett nyitott üreg falán fellépő nyomásingadozás mérése, kiértékelése és dokumentálása . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3
Áramlástan Tanszék Az Áramlástan tanszék témakiírásai megtalálhatóak honlapjukon, a következő linkre kattintva: http://www.ara.bme.hu/oktatas/tantargy/NEPTUN/FELADATKIIRASOK/2011-2012-II/
4
Energetiakai Gépek és Rendszerek Tanszék
5
Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék Metanolvisszanyerés hulladék-oldószerelegyből konzulens: Dr. Láng Péter egyetemi tanár (
[email protected] ) 1-2 hallgató részére Egy gyógyszergyárban képződő évi 80 t 40 tömeg%-os, 5-8 s% tetrahidrofuránt és 1-2 % toluolt is tartalmazó vizes metanolból kell az acetont 99,5 %-os tisztaságban kell visszanyerni és a gyártási folyamatba visszaforgatni. A hallgató feladata szétválasztási technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a) A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b) A szimulátor használatának elsajátítása c) A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett. d) Az eredmények értékelése e) Beszámoló (max. 15 oldal) készítése
Etilacetátvisszanyerés hulladék-oldószerelegyből konzulens: Dr. Láng Péter egyetemi tanár (
[email protected] ) 1-2 hallgató részére Egy gyógyszergyárban képződő 94-96 GC%-os, 3-4 % izopropilalkoholt, 0.4-0.5 % etanolt és 0.1-0.3 % acetont is tartalmazó vizes (3-4 g/100 cm3 ) etilacetátból kell az etilacetátot 99,5 %-os tisztaságban (víztartalom max. 0.1 g/100 cm3) visszanyerni és a gyártási folyamatba visszaforgatni. 6 m3 sarzs bruttó feldolgozási ideje max. 60 óra. A hallgató feladata szétválasztási technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a) A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b) A szimulátor használatának elsajátítása c) A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett. d) Az eredmények értékelése e) Beszámoló (max. 15 oldal) készítése
Izopropanol abszolútizálás konzulens: Dr. Láng Péter egyetemi tanár (
[email protected] ) 1-2 hallgató részére Egy gyógyszergyárban képződő 94-96 GC%-os, 0.4-0.5 % etilacetátot és 3-5 % acetont is tartalmazó vizes (1-4 g/100 cm3 ) izopropilalkoholból kell az izopropilalkoholt 99,5 %-os tisztaságban (víztartalom max. 0.5 g/100 cm3) visszanyerni és a gyártási folyamatba visszaforgatni. 6 m3 sarzs bruttó feldolgozási ideje max. 50 óra. A hallgató feladata szétválasztási technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. 6
Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a) A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b) A szimulátor használatának elsajátítása c) A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett. d) Az eredmények értékelése e) Beszámoló (max. 15 oldal) készítése
Gyógyszeripari oldószerregenerálás szakaszos rektifikálással konzulens: Dr. Láng Péter egyetemi tanár (
[email protected] ) 1 hallgató részére Egy gyógyszergyárban évi 800 t 40 tömeg%-os vizes metanolból a metanolt 99,8 %-os tisztaságban kell visszanyerni és a gyártási folyamatba visszaforgatni. A hallgató feladata szétválasztási technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a) A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b) A szimulátor használatának elsajátítása c) A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett. d) Az eredmények értékelése e) Beszámoló (max. 15 oldal) készítése
Bioetanol desztilláció konzulens: Dr. Láng Péter egyetemi tanár (
[email protected] ) 1 hallgató részére Egy szeszüzemben fermentléből állítanak elő tömény etanolt folyamatos rektifikálással, melyet később membránszeparációval víztelenítenek abszolút alkohol előállítása céljából. A hallgató feladata folyamatos desztillációs technológia (főbb készülékméretek és paraméterek) javasolása. Rendelkezésére áll a CHEMCAD professzionális szimulátor a feladat megoldásához. A projekt lépései: a) A gőz-folyadék egyensúlyi viszonyok tanulmányozása b) A szimulátor használatának elsajátítása c) A desztillációs folyamat szimulációja különböző műveleti paraméterek mellett. d) Az eredmények értékelése e) Beszámoló (max. 15 oldal) készítése
Keverési teljesítmény méréses meghatározása konzulens: Dr. Balázs Tibor (
[email protected]) 1-2 hallgató részére 7
- Ismertesse a keverővel ellátott autoklávok műszerezését irodalmi adatok alapján! - Tegyen javaslatot a keverési ellenállás-tényezőt méréses meghatározására! - Határozza meg méréssel adott anyagra és keverőelemre a keverési ellenállás-tényezőt (adott a hőmérséklet és fordulatszám tartomány)! - Ismertesse az elektromos hajtás kiválasztását!
Intelligens nyomatékmérő tesztelése konzulens: Dr. Balázs Tibor (
[email protected]) 1 hallgató részére -
Ismertesse a nyomaték-mérőlánc készülékeit, metrológiai jellemzőit! Ismertesse az adatgyűjtő szoftvert! Ismertesse a 0..10 Nm –es távadó tesztelésére készített mérőállást! Végezzen mérést legalább 10 pontban és értékelje azokat!
Szelepkarakterisztika mérése keverőszelepre konzulens: Dr. Balázs Tibor (
[email protected]) 1-2 hallgató részére - Ismertesse az elektromos szervomotorral működtetett keverőszelep mérőkör készülékeit, metrológiai jellemzőit! - Ismertesse a szelep karakterisztika meghatározását! - Végezzen mérést és értékelje azokat! - Ismertesse a készített mérőállást!
Autokláv hőmérsékletszabályozása konzulens: Dr. Balázs Tibor (
[email protected]) 1 hallgató részére -
Ismertesse a keverővel ellátott autoklávok műszerezését irodalmi adatok alapján! Ismertesse exoterm folyamat dinamikai modelljét az irodalom alapján! Ismertesse az autokláv hőmérsékletszabályozását! Készítse el a szabályozási kör szimulációs modelljét (MATLAB)! Ismertesse a szabályozó hangolását, a szimulációval kapott eredményeket!
Konvekciós szárítás vizsgálata kísérleti eredmények segítségével konzulens: Dr. Molnár Orsolya egy. adjunktus (
[email protected]) 1 hallgató részére
8
- Ismertesse a konvekciós szárítás folyamatát és jellemezze a szakaszait. - Dolgozzon ki mérési módszert a szárítási görbék, és az anyagon belüli hőmérsékleteloszlás kimérésére síklap alakú próbatest szárítása esetén. - Készítse el a mérőberendezés vázlatát és tegyen javaslatot a műszerezésre. - Kapott mérési adatokon mutassa be a kiértékelés menetét, és határozza meg a szárítás különböző szakaszait.
Brikettálás folyamatának ismertetése konzulens: Poós Tibor PhD hallgató (
[email protected]) 1 hallgató részére Brikettálás folyamatának ismertetése, egy meglévő gyártósor energetikai- és költségelemzése. Gyárlátogatás. Milyen költségek merülnek fel az előállítás során? Irodalomkutatás. Mennyibe kerül ma egy egység szalmabrikett előállítása az adott technológiánál?
Por-darált szalma szétválasztására alkalmas berendezés tervezése konzulens: Poós Tibor PhD hallgató (
[email protected]) 1 hallgató részére Mérések végzése szélosztályozó készüléken (anyagjellemzők meghatározására). Irodalomkutatás, piackutatás alapján megoldási változatok ismertetése. Egy tényleges konstrukció megtervezése vagy a tervezéshez szükséges főbb geometria meghatározása.
Fűrészpor szárítására alkalmas berendezés tervezése konzulens: Poós Tibor PhD hallgató (
[email protected]) 1 hallgató részére Irodalomkutatás, piackutatás alapján megoldási változatok ismertetése. Egy tényleges konstrukció megtervezése vagy a tervezéshez szükséges főbb geometria meghatározása.
Gömb alakú szilárd anyag hűtési viszonyainak elemzése konzulens: Dr. Örvös Mária egyetemi docens (
[email protected] ) 1 hallgató részére - Gyorsfagyasztott élelmiszerek előállításakor a gyümölcs vagy zöldség darabokat hideg levegővel hűtik le a fagyási hőmérsékletre. - Vizsgálja meg gömb alakú élelmiszer (borsó) hűtése során a mag és a felületi hőmérséklet alakulását különböző hőátadási viszonyok között. - Hasonlítsa össze a közelítő és pontos módszerrel kapott eredményeket.
9
Jégkrém hűtése kapartfalú hőcserélőben konzulens: Dr. Örvös Mária egyetemi docens (
[email protected] ) 1 hallgató részére - Ismertesse, milyen technológiákban alkalmaznak kapartfalú hőcserélő berendezéseket hűtésre. - Határozza meg, hány hűtő hőcserélőre van szükség adott tömegáramú jégkrém fagyáspontra való hűtésére - Vizsgálja meg, milyen hatása van a hőcserélő rotor fordulatszám változásának a kilépő jégkrém hőmérsékletére.
Üdítő ital oldat felmelegítése és oldás keverős készülékben konzulens: Bothné dr. Fehér Kinga adjunktus (
[email protected]) 1 hallgató részére - Üdítőitalok készítésekor az ízesítő és adalék anyagok oldásának elősegítésére szükség van a folyadék melegítésére. Ez a folyamat egy függőleges elrendezésű keverős tartályban történik. - Vizsgálja meg, hogy egy adott keverőelem típus esetén a keverő fordulatszám változása hogyan befolyásolja a folyadékoldali hőátadási tényezőt és a keverő motor teljesítmény felvételét.
10
Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék Hullámkeltő gép üzemi paramétereinek meghatározása konzulens: Angyal István (
[email protected]) 1-2 hallgató részére A hullámkeltő gép két nagyméretű dugattyúval rendelkezik, amik közel azonos ütemben nyomják, illetve szívják a vizet a medencébe illetve onnan ki. Az elsődleges feladat a dugattyúra ható erők meghatározása méréssel. Az előző feladathoz szorosan csatlakozik a kialakult hullámok vizsgálata. A fenti feladathoz ki kell dolgozni egy mérési tervet. A méréshez tartózó mérő és regisztráló műszerek kiválasztásával, előkészítésével. Következő lépcsőben fel kell műszerezni a hullámgépet, és el kell végezni a méréseket. A kapott mérési adatokat fel kell dolgozni és az abból leszűrhető következtetéseket le kell vonni.
Tesztkerékpár tervezése konzulens: Angyal István (
[email protected]) 1-2 hallgató részére A tervezendő tesztkerékpár hasonlóan egy szobakerékpárhoz edzési feladatot látna el. Egy megfelelő eszköz segítségével állítható kell, hogy legyen a fékező nyomaték, de ha megoldható, akkor ez előre programozható függvény szerint is beállítható kell, hogy legyen. A pedál karhossza lehetőség szerint legyen módosítható, és kerékpárcipő használatát is tegye lehetővé. A mért paraméterek a fordulatszám és a nyomaték pillanatnyi értékei. Lehetőség szerint további paraméterek is felvehetők (pl. pulzus). A tervezési feladat részét képezi az érzékelők jeleinek feldolgozása és csatlakoztatása szabványos vonalon egy PC felé. A tervnek tartalmaznia kell a műszerezés költségé (árajánlatok alapján), és a megépítés becsült költségét.
Földgáz nyomáshatároló szelep CFD szimulációja konzulens: Dr. Hős Csaba (
[email protected]) 1 hallgató részére A feladat során egy földgázvezetékekben használt nyomáshatároló elem CFD szimulációjával foglalkozunk. Az áramló közeg erősen összenyomható, a gázdinamikai hatások (pl. fojtott áramlás) jelentősek. A feladat során különböző szelepnyitások esetén ki kell számítani a térfogatáramot, nyomásesést, szeleptestre ható erőt. Amennyiben az idő engedi, kapcsolt FSI számítások és elvégzendők. ANSYS CFX ismerete, hálózási tapasztalat szükséges.
Nemnewtoni folyadék instacionárius áramlásának vizsgálata konzulens: Závodszky Gábor (
[email protected]) 1 hallgató részére Az agyi erek áramlástani vizsgálatakor bevett szokás a vért newtoni folyadéknak tekinteni a számítások egyszerűsítése végett. Ez a közelítés vastagabb ereknél helytálló lehet, ám a fali csúsztató feszültségben eltéréseket okozhat. A feladat lüktető véráramlás szimulálása végeselem módszerrel 11
a Carreau folyadék modell felhasználásával, illetve az eredmények összevetése a newtoni folyadék eredményeivel. A feladat elvégzéséhez legalább közepes szintű programozás tudásra szükség van (C++ mindenképpen, python hasznos lehet).
Medence optimális töltésének meghatározása dinamikus programozással konzulens: Bene József (
[email protected]) 1 hallgató részére A feladat egy víztározó medence (vagy más folyadékot tároló tartály) optimális költségű (energiaigényű) töltési folyamatának meghatározása dinamikus programozás segítségével. A félév elején közösen áttekintjük a dinamikus programozás alapgondolatát, ami a feladat megoldásához elegendő, de szükség esetén további szakirodalmat is javaslok. Ezután következik a módszer alkalmazása egy egyszerű hidraulikai rendszerre, mely egy változtatható fordulatszámú szivattyúból, víztározó medencéből és egy fogyasztási elvételi helyből áll. A feladat megoldásához C++ vagy MatLab programnyelvek és áramlástechnikai gépek (szivattyú és rendszer jelleggörbe, munkapont) alapszintű ismerete szükséges.
Több cél-függvényes dinamikus programozás vízműhálózat optimalizálására konzulens: Bene József (
[email protected]) 1 hallgató részére Vízműhálózatok üzemeltetésekor gyakran egymásnak ellentmondó célfüggvényeket kell optimalizálni: ilyenek lehetnek pl. az összes villamos költség és a szivattyúk üzemállapot váltásainak száma. A feladat során egy újszerű algoritmus kifejlesztése a cél, mely a kettő célfüggvény együttes szem előtt tartásával végzi el az optimalizációt egy egyszerű mintahálózaton (3 medence, 2 szivattyú, hidraulikai számítás nem szükséges). A félév során „együtt ötletelünk” a jelentkezővel. A feladatot programozni tudó és szerető (lehetőleg C++, esetleg MatLab) ember válassza. Különösebb áramlástechnikai tudás NEM szükséges.
Newtoni (víz) és nemnewtoni (Bingham plasztikus) anyag áramlásának vizsgálata görbült fal mentén, CFD szoftver segítségével konzulensek: Csizmadia Péter (
[email protected]), Dr. Hős Csaba (
[email protected]) 1 hallgató részére Az ipari gyakorlatban számos helyen találkozunk olyan szivattyúzási feladattal, amikor nemnewtoni közeget kell eljuttatnunk a rendszer egy másik pontjára, pl.: ketchup, fogkrém, erőművi hamu és víz keveréke (zagy). Ezek az anyagok olyan tulajdonsággal rendelkeznek, hogy egy bizonyos határfeszültség alatt szilárd, a felett folyékony anyagként viselkednek. A félévi feladat során CFD szimulációkkal kell modellezni az áramló közeg viselkedését egy görbült fal mentén, newtoni és nemnewtoni esetben egyaránt. Szoftverismeret: CFD
12
Koronária erekben kialakuló véráramlás vizsgálata konzulens: Dr. Halász Gábor (
[email protected]) Bertóti Róbert részére A szív vérellátását biztosító koronária erekben kialakuló áramlás önálló vizsgálatot igényel: a táplálást az aorta biztosítja, de vérnyomás lefutás szisztolés szakaszában a koronária erek végét a szív kontrakciója lezárja. A vizsgálat módszere: a tranziens szimulátor fejlesztése-kiegészítése. Cél: koronaér szűkület esetén alkalmazott bypass műtéthez támogatás (hely, érátmérő, anyagtulajdonság, stb. hatása).
Artériás véráramlás alakulás mozgás közben konzulens: Dr. Halász Gábor (
[email protected]) Bartos Ambrus részére Az eddig lezajlott szimulációk során az artéria hálózat nyugalomban volt. Kérdés, hogy hogyan változik meg egyes testrészek vérellátása mozgás közben. A kutatás első lépéseként szobabiciklit hajtó láb (négycsuklós mechanizmus) vérellátását vizsgáljuk meg (Hook törvényes érfal-modell feltételezésével) és össze hasonlítjuk a nyugalmi helyzetben kialakuló áramlással.
Artériás véráramlás numerikus szimulációja konzulens: Dr. Halász Gábor (
[email protected]) 1 hallgató részére A véráramlás szimulálására szolgáló program emberi érhálózat esetén kb. 200, egyszerűbb hálózat (pl. kutya) esetén kb. 60 paraméter helyes megválasztását igényli. A feladat célja az, hogy megvizsgálja az egyes paraméterek hatását a vérnyomás alakulására, további cél a paraméterek vissza-számolása mérési eredményekből.
Síklap esése viszkózus közegben konzulensek: Pandula Zoltán (
[email protected]), Dr. Hős Csaba (
[email protected]) 1 hallgató részére Mindenki megfigyelhette már a hulló falevelek változatos mozgását. A feladat keretében körlap esése során egyszerű méréssel laboratóriumban, illetve viszonylag egyszerű áramlástani egyenletekkel matlabban modellezzük az esés során kialakuló mozgásformákat, vizsgáljuk ezek paraméterfüggését.
Vízóra vizsgálata instacionárius áramlásban konzulens: Pandula Zoltán (
[email protected]) 2 hallgató részére Vízóra hitelestését állandósult áramlásban végzik. A gyakorlatban azonban folyamatosan változó üzem a jellemző. Ekkor a vízórák hibáznak. A feladat során vezérelhető szeleppel ellátott berendezés felállításával modellezhető a változó igénybevétel és vizsgálandó a vízóra mérésének hibája. 13
Csőszűkítés hatása tranzensekre konzulensek: Dr. Hős Csaba (
[email protected]),Pandula Zoltán (
[email protected]) 1 hallgató részére A feladat keretében laboratóriumi és 1D numerikus számításokkal vizsgáljuk, hogy a csővezetékbe beépített szűkített szakasz milyen hatással van a kialakuló tranziensek amplitúdójának nagyságára. A laboratóriumi vizsgálatok során meglévő berendezésen elvégzett kísérletek és elemzésük, illetve a tranziens szimulátor segítségével ezek modellezése a feladat.
Szivattyú vizsgálata Konzulens: Pandula Zoltán (
[email protected]) Hajgató Gergely részére
Szivattyú mérőállomás Konzulens: Pandula Zoltán (
[email protected]) Knitlhoffer Ádám részére
Invazív vérnyomásgörbék elemzése konzulens: Till Sára (
[email protected]) 1 hallgató részére Az orvosi gyakorlatban az invazív módon mért artériás vérnyomásgörbéknek csak néhány jellemzőjét használják fel diagnosztikai célokra, holott valószínűleg több információt hordoznak. Korábbi tanszéki kutatásokból úgy tűnik, a vérnyomásgörbe Fourier-spektrumának elemzéséből pl. lehet következtetni az érrendszerben keringő vér mennyiségére. A feladatot végző hallgatónak első lépésben meg kell határozni, a periodikus nyomásgörbéből milyen hosszú szakasz elemzése szükséges és elégséges a vizsgálathoz. El kell készíteni a nyomásgörbék spektrumát, és statisztikai módszerek használatával –a korábbi eredményeket figyelembe véve- összefüggést kell keresni a Fourieregyütthatók és a keringő vér mennyiségét mutató más paraméter(ek) között. MatLab felhasználói szintű ismerete szükséges hozzá
Vérmennyiség változásának hatása az artériás nyomásgörbékre konzulens: Till Sára (
[email protected]) 1 hallgató részére Az érpályában keringő vér mennyisége hatással van az artériás nyomásgörbékre. A HDR Tanszéken rendelkezésre áll olyan hálózatszámító program, amellyel modellezni lehet az artériás véráramlást. A feladatot választó hallgatónak először meg kell ismerkedni a program működésével. Ezután az artériahálózat egyszerűsített modelljén szimulációkat kell végezni különböző mennyiségű vér keringése esetén. A feladat célja az, hogy a matematikai szimulációból kapott artériás nyomás-
14
görbék elemzése (Fourier-spektrum analízis) során olyan paraméterre találjunk, ami esetlegesen jellemezheti a keringő vér mennyiségét. MatLab felhasználói szintű ismerete szükséges hozzá
Hallgatói mérőberendezés tervezése konzulens: Lukenics Jánosné dr (
[email protected]) 2 hallgató részére Tervezzen olyan mérőberendezést, aminek segítségével meg lehet határozni egy adott egyenes cső csősúrlódási tényetzőjét; könyök és szelep veszteségtényezőjét és egyenértékű csőhosszát! A szállított közeg legyen víz. Specifikálja a beépítendő elemeket, berendezéseket, mérőeszközöket! Készítsen ábrát a berendezésről! Foglalja össze az elméleti tudnivalókat, dolgozza ki a mérés menetét, a kiértékelés összefüggéseit és célszerű módját! Adjon javaslatot az eredmények diagramban való ábrázolásához! A mérés vegyészmérnök hallgatók géptan oktatásának része.
Az élhang geometriai módosításának a kialakuló akusztikai térre való hatásának vizsgálata konzulens: Vaik István (
[email protected]) 1 hallgató részére Orgonasípok hangolásának egyik módja azok felső ajkainak pozícionálása. Az orgonasípban kialakuló áramlás az élhang áramlási jelenséggel modellezhető: bizonyos körülmények között az állandó peremfeltételek ellenére egy sík szabadsugár egy, az útjába helyezett ék hatására periódikusan leng az ék két oldala között. Ez a periódikus lengés egy periódikus erőt hoz létre az éken, ami egy dipólus hangforrást generál. A hallgató feladata első lépésben, hogy ANSYS-CFX segítségével vizsgálja meg, hogy az éknek a szabadsugár középvonalához viszonyított pozíciója mennyire befolyásolja a kialakuló áramlást, majd második lépsben végezzen kapcsolt akusztikai szimulációkat az előbbi CFD szimulációs eredményekből. A számításhoz a Klagenfurti egyetem CFS++ kódját használjuk, aminek elsajátítása és önálló használata is a feladat része. Megjegyzések: - a feladathoz szükséges ismeretek: - ANSYS CFX és ICEM azon belül is a "hexa hálózás" ismerete - Linux haladó felhasználói szintű ismerete (pl: parancssori fájlkezelés és szerkesztés) - Matlab felhasználói szintű ismerete előnyös - két féléves projekt Önálló feladat 2, CFD-2 tárggyal, diplomatervezéssel kombinálva
15
Gázdinamikai lökéshullámok mérése és kiértékelése konzulens: Erdős Botond (
[email protected]) 1 hallgató részére
Készítsen számítógép programot, amely alkalmas max. 6 elemből álló sugaras csőhálózat sajátlengéseinek meghatározására konzulens: Dr. Kullmann László (
[email protected]) 1-2 MSc hallgató részére Az impedancia módszer alkalmas egyszerű csőhálózatok gerjesztett lengéseinek, rezonanciafrekvenciájának meghatározására. Átáramoltatott és zárt végű csöveket egyaránt tartalmazó egyszerű sugaras hálózatokban gerjesztett (például a tápszivattyútól vagy szellőztető ventilátortól induló) gerjesztések hatására rezonancia alakulhat ki. Ez elkerülhető, ha a zárt végű cső hosszát (azaz a beépített zárószerkezet helyét) megváltoztatjuk. Feladat olyan számítógép program elkészítése, amivel ez a jelenség vizsgálható, a rezonanciamentes üzemet biztosító csőhossz meghatározó. Az eredményt a Laboratórium sűrített levegő hálózatát használó egyszerű sugaras hálózaton történő méréssel kell ellenőrizni.
Nyomáshatároló szelepben kialakuló áramkép CFD modellezése konzulens: Bazsó Csaba (
[email protected]) 1 hallgató részére Tapasztalatok azt mutatják, hogy egy adott geometriájú hidraulikus nyomáshatároló szelep átfolyási tényezője jelentősen függ a szelepházban kialakuló áramképtől, ami adott esetben a szelep instabil viselkedését is előidézheti. A feladat célja szakirodalmi mérések során tapasztalt áramképek CFD környezetben történő igazolása, az egyes áramképek esetén az átfolyási tényező meghatározása Reynolds szám függvényében.
Nem-visszaverő akusztikai peremek tesztelése ANSYS CFX-ben konzulens: Farkas Bence (
[email protected]) 1 hallgató részére Összenyomható közeg alkalmazása esetén a nyomástérben keletkező zavarok hangsebességgel terjednek és ideális esetben a tartomány peremén visszaverődés nélkül kilépnek az áramlási térből. A CFX-ben rendelkezésre álló hagyományos peremek kedvezőtlenül viselkednek ebből a szempontból, de elérhető a szoftverben egy rejtett (béta) funkció, amely a nem-visszaverő viselkedést hivatott megvalósítani. Korábbi tapasztalatok azt mutatják, hogy egy üreg feletti áramlás szimulálása összenyomható közeg és hagyományos peremek használatával katasztrofális eredményt hoz (a peremről periodikusan visszaverődő numerikus zajok rezonanciajelenséget idéznek elő), amin a tartomány méretének a növelésével csak korlátozott mértékben lehet segíteni. A feladat ( a fent leírt probléma reprodukálása után), az akusztikai peremek kipróbálása, hatékonyságuk tesztelése. A feladat megoldásához az ANSYS CFX ismeretén túl szükség lesz angol nyelvű útmutatók önálló feldolgozására is.
16
Áramlásba helyezett nyitott üreg falán fellépő nyomásingadozás mérése, kiértékelése és dokumentálása konzulens: Farkas Bence (
[email protected]) 1 hallgató részére A tanszék laboratóriumában található nyíltfelszínű csatorna fenekén kialakítottunk egy téglatest alakú üreget. A csatornában áramló víz hatására az üreg környezetében instacionárius áramlás alakul ki. Az áramlás tulajdonságaira az üreg hátsó falán mért nyomásingadozás alapján szeretnénk következtetni. Későbbi szempontok figyelembevétele és néhány laboratóriumi adottság miatt a kiválasztott tesztesetekben nagyon kis nyomásingadozásra számíthatunk, melynek mérése valószínűleg csak fogyatékosan valósítható meg. Ezért a tényleges mérést egy komoly kalibrációs folyamatnak kell megelőznie. A kalibrációhoz szükséges berendezés és szoftver jelenleg félkész állapotban van. A sikeres kalibrációs folyamat végrehajtása után a nyíltfelszínű csatornában terjedő felszíni hullámok szinte tökéletes kiküszöbölésére is szükség lesz amelyhez feltehetően angol nyelvű szakirodalom feldolgozására lesz szükség. A kalibrációt és a mérést Matlab környezetben futó programok fogják vezérelni. A program fejlesztése nem része az önálló feladatnak, de program használata is megkövetel alapfokú Matlab ismereteket. Ahogy a fenti leírásból is látható, ezzel a feladattal egy összetett, többszereplős projektbe lehet bekapcsolódni, amelyben a hallgató részfeladatai nem mindig előre tervezhető módon és időben merülnek fel. Ezért a feladatot választó hallgatóval szemben az egyik legfontosabb elvárás, hogy az időbeosztásával tudjon alkalmazkodni a pillanatnyi igényekhez, és a félév során rá bízott feladatokat rövid határidővel el tudja végezni.
17
