| Anotācija |
Šis darbs ir rakstīts kā maģistra studiju noslēguma projekts Rīgas Tehniskās universitātes Būvniecības un mašīnbūves fakultātes Mehānikas un biomedicīnas inženierzinātņu institūtā.
Šajā pētījumā ir sniegta visaptveroša droseļvārstu darbības analīze, izmantojot integrētu skaitļošanas šķidrumu dinamiku (CFD) un galīgo elementu analīzi (FEA), novērtējot trīs atvēruma leņķus (30°, 40°, 50°) un disku biezumus (4 mm, 6 mm, 8 mm), lai optimizētu konstrukciju un darbības efektivitāti. CFD simulācijas, izmantojot RANS k-ε turbulences modelēšanu, atklāja, ka 50° atvērumi maksimāli palielina energoefektivitāti ar 79% spiediena krituma samazinājumu salīdzinājumā ar 30°, savukārt 40° piedāvā labāko kompromisu starp plūsmas kontroli un spiediena zudumu, padarot to ideāli piemērotu modulētām lietojumprogrammām. FEA rezultāti parādīja, ka 6 mm diski nodrošina optimālu strukturālās integritātes (128,5 μm novirze, par 25% mazāks spriegums nekā 4 mm) un svara līdzsvaru, savukārt 4 mm diski pārsniedz drošās deformācijas robežas (179,7 μm), un 8 mm konstrukcijas, lai arī izturīgas, ir pārāk projektētas standarta lietošanai. Pētījumā ir izceltas kritiskas šķidruma un struktūras mijiedarbības, parādot, kā liela ātruma strūklas (236 m/s pie 30°) izraisa asimetrisku slodzi un sprieguma koncentrāciju diska un vārpstas savienojumā, savukārt platāki leņķi (50°) veicina stabilu, piestiprinātu plūsmu (189 m/s) ar minimālu pēdu veidošanos. Rūpnieciskie ieteikumi ietver 6 mm disku ar 40° atvērumiem izmantošanu vispārējiem pielietojumiem, 50° konfigurāciju rezervēšanu energoefektīvām sistēmām un 8 mm disku izmantošanu tikai ekstremāliem apstākļiem. Šis pētījums, kas ir validēts ar eksperimentāliem datiem, savieno teorētisko un praktisko vārstu inženieriju, piedāvājot noderīgu ieskatu konstrukcijas optimizācijā, apkopes stratēģijās un turpmākajā viedo materiālu un prognozējošās modelēšanas attīstībā. Atzinumi nosaka veiktspējas kritērijus un metodiku holistiskai vārstu novērtēšanai, novēršot esošās literatūras nepilnības, sistemātiski sasaistot plūsmas dinamiku, konstrukcijas reakciju un darbības uzticamību.
Disertācija sastāv no 88 lappusēm. Tajā iekļautas gan teorētiskās, gan galīgo elementu analīzes sadaļas, tostarp 46 attēli, 3 tabulas un secinājums. Bibliogrāfijā ir 34 avoti. |
