Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Václav KOTLAN"

Surge phenomena on transmission lines

Czytaj za darmo! »

This paper deals with surge phenomena on transmission lines. The attack of lightning stroke is considered, so the source of surge phenomena is modelled like an injected current wave in random place on the transmission line. The problem is solved in time domain using the FDTD method. Several configurations of transmission line in this has been investigated in this work - homogeneous and non-homogeneous onephase line and homogeneous three-phase line. Streszczenie. W artykule omówiono zjawisko rozchodzenia się zakłócenia wywołanego przez wyładowanie atmosferyczne (impuls typu surge). Uderzenie pioruna zamodelowano jako impuls prądowy wstrzyknięty do losowo wybranego miejsca linii długiej. Rozwiązanie w dziedzinie czasu uzyskano za pomocą metody FDTD. Zbadano kilka konfiguracji linii dłu[...]

Contact Problem of Disk on Shaft Fixed by Induction Shrink Fit

Czytaj za darmo! »

The problem of shrink fit between the disk and shaft is solved. The shrink fit realized by induction heating must transfer the prescribed torque and power. Both disk and shaft are considered elastic. The first step of the task is to find appropriate dimensions of the disk and interference. The second step is to suggest the parameters of its induction heating. The methodology is illustrated by a typical example. Streszczenie. W artykule rozwiązano problem pasowania kurczowego między tarczą a wałem. Pasowanie kurczowe zrealizowane zostało metodą indukcyjną - musi ono przenieść założone moment i moc. Zarówno tarcza jak i wał zostały potraktowane jako elastyczne. Pierwszym krokiem w rozwiązaniu zadania jest znalezienie dogodnych rozmiarów tarczy. Drugim krokiem jest zasugerowanie parametrów jej nagrzewania indukcyjnego. Ta metodyka została zilustrowana typowym przykładem. (Problem kontaktu tarczy na wale poprzez zastosowania pasowania kurczowego) Keywords: Induction shrink fit, contact problem, transfer of torque, magnetic field, field of temperature. Słowa kluczowe: indukcyjne pasowanie kurczowe, problem kontaktu, przeniesienie momentu, pole magnetyczne, pole temperatury Introduction The paper deals with the contact problem of the disk on a shaft fixed by the induction shrink fit. Shrink fits represent firm connections of two metal parts and their principal task is to transfer prescribed mechanical forces or torques. They are widely used in numerous industrial and transport technologies (shrunk-on rings, crankshafts, tires of railway wheels, armature bandages in rotating electrical machines and so on, see, for instance [1]). Their realization is based on heating of the external part of the system, which leads to an enlargement of its dimensions (i.e., the radius of the internal bore of a wheel). The second part (i.e., a shaft whose radius at the room temperature is somewhat greater than the radius of the bore) is then inserted into it an[...]

Magnetohydrodynamic pumps for molten salts in cooling loops of high-temperature nuclear reactors

Czytaj za darmo! »

Possibilities of using the magnetohydrodynamic (MHD) effect for pumping molten salts in cooling loops of high-temperature nuclear reactors are analyzed. Two basic ways of producing magnetic field in the pump (saddle coils and permanent magnets) are evaluated with respect to the total Lorentz force and resultant pumping head of the device. The corresponding mathematical models are solved numerically Streszczenie. W pracy przeanalizowano możliwość zastosowania efektu magnetohydrodynamicznego (MHD) do pompowania płynnych soli w obwodach chłodzących wysokotemperaturowych reaktorów jądrowych. Zbadano dwa podstawowe sposoby wytwarzania pola elektromagnetycznego (cewki siodłowe i magnesy trwałe) pod kątem całkowitej siły Lorentza i wytwarzanego ciśnienia względnego. Do porównania wykorzystano numeryczny model efektu MHD. (Pompy magnetohydrodynamiczne do pompowania płynnych soli w obwodach chłodzących wysokotemperaturowych reaktorów jądrowych) Keywords: magnetohydrodynamic pump, molten salt, electric field, magnetic field, temperature field, numerical analysis. Słowa kluczowe: pompa magnetohydrodynamiczna, pole magnetyczne, analiza numeryczna Introduction High-temperature nuclear reactors use for transfer of heat from the active zones either molten metals and their alloys (Na, Pb, Pb-Bi, etc.) or molten salts (such as fluoride salts). Pumping of these liquid media by classical mechanical radial or axial pumps is, however, rather difficult and the lifetime of such devices is relatively low. More prospective are, therefore, electromagnetic pumps without any movable parts. The simplest devices of this kind are magnetohydrodynamic (MHD) pumps with magnetic field generated either by a system of appropriately arranged saddle coils carrying direct current or by a system of permanent magnets. Such pumps (these times applied only for molten metals) were first mentioned in 1957-1959 in both Soviet Union and United States [1-3]. The authors present[...]

Electromagnetic-thermoelastic actuator for accurate wide-range setting of position

Czytaj za darmo! »

A novel actuator for accurate setting of position is presented, allowing a wide-range shift. While the rougher setting of position is realized electromagnetically, its fine tuning is performed on the principle of thermoelastic dilatation of the nonferromagnetic part of the plunger. The complete mathematical model of the problem (representing a triply coupled task) is solved numerically. The methodology is illustrated by an example whose results are discussed. Streszczenie. W artykule przedstawiono nowy projekt aktuatora o szerokim zakresie przemieszczeń. Zgrubne pozycjonowanie jest realizowane za pomocą sterowania elektromagnetycznego, natomiast precyzyjne dostrojenie pozycji osiąga się przez termoelastyczną dylatację nieferromagnetycznego elementu trzpienia. Rozwiązano numerycznie kompletny matematyczny model urządzenia (uwzględniający sprzężenia pól). Zaprezentowana metody została zilustrowana przykładowymi obliczeniami, których wyniki zostały starannie przeanalizowane. (Siłownik termoelastyczny o szerokim zakresie przemieszczeń) Keywords: actuator, electromagnetic field, temperature field, field of thermoelastic displacements, setting of position, numerical analysis. Slowa kluczowe: siłownik, pole elektromagnetyczne, odkształcenie termoelastyczne. Introduction Setting of position in technical practice may be realized by a number of ways derived from numerous mechanical, hydraulic, pneumatic, electromagnetic and other principles. The main disadvantage of these systems consists in the presence of movable parts (screws, pistons, plungers, etc.) whose movement negatively affects the available accuracy of such devices. In their previous papers (see, for example [1], [2]) the authors proposed a purely thermoelastic actuator that worked sufficiently accurately without any movable parts, but only with extremely small shifts (10-5-10-3 m). Possibilities of applications of such actuators, therefore, suffered from rather high setting limita[...]

Modeling of Induction Shrink Fit of Action Wheel in Gas Turbine

Czytaj za darmo! »

Induction shrink fit in a gas turbine is modeled. The fit is realized by pressing of a heated steel wheel carrying the blades on shaft and its purpose is to transfer a relatively high torque in specific operation conditions. The paper deals with the numerical solution of the process that represents a nonlinear and nonstationary coupled problem characterized by interaction of magnetic field, temperature field and field of thermoelastic displacements. The methodology is illustrated by a typical example whose results are discussed. Streszczenie. Zaproponowano modelowanie indukcyjnego dopasowania koła w turbinie gazowej. Dopasowanie to polega na naprężaniu rozgrzanego koła w celu ułatwienia transferu dużego momentu. Przedstawiono model numeryczny procesu uwzględniający pola magnetyczne i temperaturpowe oraz odkształcenie termoelastyczne. (Modelowanie indukcyjnego dopasowania wymiarów koła w turbinie gazowej) Keywords: induction shrink fit, coupled problem, numerical analysis, magnetic field, temperature field, thermoelastic displacements. Słowa kluczowe: dopasowanie indukcyjne, analiza numeryczna, zjawiska termoplastyczne. Introduction One of the most mechanically and thermally exposed parts of gas turbines are blade-carrying wheels rotating at high velocities in very hot environment. These wheels are fixed to a shaft by means of shrink fits. Every shrink fit has to transfer a relatively high torque, which is secured by an appropriate interference whose selection must also take into account the centrifugal force acting on the wheel and environmental temperature. The process of hot pressing leading to the shrink fit starts with induction heating of the wheel. This brings about an enlargement of the diameter of its internal hole, the wheel is put on the shaft and the whole system is cooled. The particular steps of the process are depicted in Fig. 1. Fig. 1. Particular steps of the process As the above process requires a lot of energy, its[...]

Monolithic model of induction shrink fit for high-speed tools DOI:10.12915/pe.2014.12.31

Czytaj za darmo! »

Axisymmetric induction clamping of high-speed machine tools is proposed and modeled. The model consists of three nonlinear partial differential equations (PDEs) describing the distribution of magnetic field, temperature field and field of thermoelastic displacements in the domain. The system is solved numerically in the monolithic formulation using own code Agros2D based on a fully adaptive higher-order finite element method. The methodology is illustrated with an example of fixing the shank of a high-revolution drilling tool in the clamping head. Streszczenie. W artykule zaproponowano I zamodelowano osiowo-symetryczne zaciskanie w wysokoobrotowych maszynach. Model składa się z trzech nieliniowych cząstkowych równań różniczkowych, opisujących rozkład pola magnetycznego, pola temperatury i pola odkształceń termoplastycznych. Układ równań rozwiązywany jest numerycznie w sformułowaniu monolitycznym z wykorzystanie własnego oprogramowania Agross2D opartego na adaptacyjnej wyższego rzędu metodzie elementów skończonych. Przedstawiona metodologia zostałą zilustrowana przykładem dopasowania trzonu wysokoobrotowej wiertnicy w głowicy zaciskowej. (Monolityczny model ściskania indukcyjnego w maszynach z dużą prędkością) Keywords: induction shrink fit, magnetic field, temperature field, field of thermoelastic displacements, monolithic formulation. Słowa kluczowe: ściskanie indukcyjne, pole magnetyczne, pole odkształceń termoplastycznych, sformułowanie monolityczne doi:10.12915/pe.2014.12.31 Introduction Induction clamping is a hot-pressing technology, where heat is produced by induction heating [1]. Its typical representatives are induction shrink fits used for clamping high-revolution tools, for example, in the automotive and aerospace industries [2-3]. The process of assembly of a shrink fit is depicted in Fig. 1. At cold, the diameter of the bore of the clamping head is d1 and diameter of the tool shank is d2>d1 (Fig. 1, upper part). First, th[...]

Optimization of Special Inductor for Induction Pre-heating DOI:10.12915/pe.2014.12.64

Czytaj za darmo! »

The shape of a device for induction pre-heating of steel bodies is optimized in order to obtain its best performance. The goal is to maximize heat delivered to the place of the body that will be post-heated by laser beam, while heat produced elsewhere should be minimized. The direct problem (hard-coupled analysis of magnetic and temperature fields in the system) is solved by the finite element method. The inverse problem is solved using a special genetic algorithm with some elements of NSGA II. The methodology is illustrated by a typical example. Streszczenie. W artykule prezentowana jest optymalizacja kształtu urządzenia do indukowania grzania wstępnego stalowych obiektów w celu otrzymania najlepszego działania. Celem jest maksymalizacja ciepla dostarczanego do miejsca w obiekcie, które zostanie poddane grzaniu wiązką laserową, przy jednoczesnej minimalizacji ciepla dostarczanego wszędzie indziej. Zagadnienie proste (silnie sprzężona analiza pola magnetycznego i pola temperaturowego w systemie) rozwiązane zostało metodą elementów skończonych. Zagadnienie odwrotne rozwiązywane jest przy użyciu specjalnego algorytmu genetycznego z pewnymi elementami NSGA II. Metodyka została zilustrowana typowym przykładem. (Optymalizacja specjalnego induktora dla indukcji grzania wstępnego) Keywords: induction heating, shape optimization, hard-coupled formulation, genetic algorithm Słowa kluczowe: grzanie indukcyjne, optymalizacja kształtu, sformułowanie silnie sprzężone, algorytm genetyczny doi:10.12915/pe.2014.12.64 Introduction Presently, induction pre-heating of metals belongs to prospective technologies for their surfacing (such as laser welding or hardening), see, for example, [1-4]. Its purpose is to suppress unacceptably high temperature gradients in the surface layers of heated material irradiated later by a laser beam and avoid problems connected with subsequent excessive local mechanical strains and stresses of the thermal origin [5]. The c[...]

Experimental Verification of Device for Setting of Position Based on Induction Heating-Produced Thermoelastic Effect

Czytaj za darmo! »

Experimental verification of thermoelastic effect is performed with the aim to calibrate the device for accurate setting of position built in our laboratory. The time evolution of temperature and dilatation of the action element was measured for a sufficient spectrum of field current parameters (amplitude and frequency). The resultant graphs were compared with results obtained by numerical simulation. Streszczenie. W pracy opisano eksperymentalną weryfikację modelu numerycznego nagrzewania indukcyjnego. Zmiana rozmiaru elementu wykonawczego została zmierzona dla szerokiego zakresu amplitudy i częstotliwości prądu wzbudzającego. Wyniki uzyskane z pomiarów zostały porównane z rezultatami symulacji numerycznych. (Eksperymentalna weryfikacja urządzenia do precyzyjnego pozycjonowania zbudowanego w oparciu o efekt termoplastyczny z podgrzewaniem indukcyjnym) Keywords: experimental verification, setting of position, thermoelastic effect, numerical analysis. Słowa kluczowe: weryfikacja eksperymentalna, ustawianie pozycji, efekt termoplastyczny, analiza numeryczna. Introduction Accurate setting of position on the order of 10-5-10-3 m may be realized by a number of techniques based on mechanical, hydraulic, pneumatic, electromagnetic and other principles. All these systems, however, contain movable parts, whose presence often makes complications. Qualitatively much better results can be achieved using the principle of thermoelasticity produced by induction heating. Our team proposed a device [1] that was modelled numerically, and that exhibits very prospective results. That is why we decided to build a real device and verify these results experimentally. Description of the device The arrangement of the device is depicted in Fig. 1. The dilatation element 2 made of a suitable metal is inserted into a harmonic current-carrying coil 3 fixed in fr[...]

Numerical Solution of Electroheat Problems with Time-varying Geometries DOI:10.15199/48.2018.01.07

Czytaj za darmo! »

Some modern electroheat technologies work with continuous delivery of material (coming, for instance, from welding rods or metal powder) in the course of the process and this material in different forms (liquid or solid) must also be considered in the corresponding models. As some parts of the system during the operation move, the classical way of computation was based on full remeshing of the solved model in every time step and assigning new material properties to cells containing it (moreover, the shape of particular elements with added material is not known in advance) and had to be estimated. In 3D, however, this procedure is generally very expensive. The paper presents an alternative algorithm of solving the problem locally, which is based on a simple adaptive technique. Let us illustrate the problem on laser cladding [1-4]. This process belongs to the best techniques of depositing material on a substrate with the aim to improve the surface properties (hardness, corrosion and/or wear resistance) or renovation of the damaged areas. Laser beam heats metal powder added by a nozzle and the powder melts together with the surface layer of the substrate, thus producing a melt pool. After its solidification, a track is created, containing mixture of the substrate and added powder metals. A series of parallel tracks then forms the deposited layer. The technology is mostly applied on either planar or cylindrical surfaces. The process of laser heating is characterized by extremely high temperature gradients. As the temperature of the surface irradiated by laser beam reaches 2000 °C in about 1-2 s, its gradient exceeds even more than 1000 °C/s. This may lead, however, after cooling to subsequent mechanical stresses of thermoelastic or thermoplastic origin in the processed material. But their presence is highly undesirable, as they may cause, for instance, cracks or peeling off the cladded tracks. One of suitable methods for supp[...]

 Strona 1