Název: Výpočtové modelování přenosu tepla v porézních strukturách
Překlad názvu: Computational modeling of heat transfer problems in porous structures
Autoři: Mráz, Kryštof ; Karimi-Sibaki, Ebrahim (oponent) ; Boháček, Jan (vedoucí práce)
Typ dokumentu: Diplomové práce
Rok: 2020
Jazyk: eng
Nakladatel: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstrakt: [eng] [cze]
Vrstva okují, skládající se z oxidů železa, která se tvoří na povrchu oceli při jejím tepelném zpracování, má velký vliv na tepelné metalurgické procesy. Tepelná vodivost okují je jeden z klíčových parametrů pro numerické modelování procesů odkujování a chlazení oceli. Tato vodivost je nicméně silně ovlivňována porézní strukturou okují a žádná všeobecně uznávaná materiálová data nejsou v současnosti dostupná. Cílem této práce bylo provést stacionární tepelnou analýzu za účelem stanovení tepelné vodivosti vrstvy okují. Byl vytvořen podrobný 3D MKP model vrstvy okují založený na datech získaných pomocí CT skenování. Je popsáno získání CT obrazu a jeho zpracování. Využity byly dva různé způsoby segmentace. Pravidelná krychlová výpočetní síť byla vytvořena přímo z voxelové matice zpracovaného CT obrazu. Výsledné hodnoty tepelné vodivosti získané z provedené MKP analýzy byly téměř identické pro obě metody segmentace, což prokazuje jejich vhodnost. Výsledná tepelná vodivost okují může být dále využita jako materiálová charakteristika v numerických modelech tepelného zpracování oceli The scale layer, consisting of porous iron oxides, formed on the steel surface during the heat treatment has a great impact on thermal metallurgical processes. The thermal conductivity of a scale is one of the key parameters for the numerical modeling of the steel cooling and descaling. However, the conductivity is highly influenced by the scale porous structure and at the present time no generally accepted material data exist. The goal of this thesis was to perform a thermal steady-state analysis to determine the thermal conductivity of the scale. A detailed 3D FE model of the scale layer based on a data acquired by CT scanning was created. The CT image acquisition and image processing are described. Two distinct segmentation approaches were implemented. A cubic uniform computational mesh was generated from the voxel matrix of the processed CT image. Performed FE analyses resulted into nearly same values of the scale thermal conductivity for both segmentation approaches, which indicates their correctness. The resulting thermal conductivity of the scale could be used as a material property in further numerical models of the heat treatment of a steel.
Klíčová slova: CT scanning; image processing; porous media; Scale layer; steel cooling; thermal conductivity; uniform mesh; chlazení oceli; CT skenování; porézní média; pravidelná síť; tepelná vodivost; Vrstva okují; zpracování obrazu

Instituce: Vysoké učení technické v Brně (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Plný text je dostupný v Digitální knihovně VUT.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/11012/195524

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-432645


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Vysoké učení technické v Brně
Vysokoškolské kvalifikační práce > Diplomové práce