Painumisen huomioiminen hakekasan tilavuuden määrityksessä

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää hakekasoissa tapahtuvaa painumista ja sen vaikutusta hakekasojen tilavuuden laskemiseen. Painumisella tarkoitetaan hakkeen tiivistymistä kasan eri osissa, kun kasan ylemmissä osissa oleva hake painaa painollaan alempana olevaa haketta tiiviimmäksi. Hakekasoista mitataan aluksi kehystilavuus, joka muutetaan kiintotilavuudeksi erillisellä muuntokertoimella. Muuntokerroin on vakio, joten se ei pysty ottamaan huomioon erikokoisissa kasoissa tapahtuvaa painumisen vaihtelua. Opinnäytetyössä selvitettiin hakekasassa vaikuttavia voimia ja niiden perusteella rakennettiin muuntokertoimen lisäksi kerroin, joka otti huomioon painumisen kasan korkeuden ja leveyden perusteella. Opinnäytetyön toimeksiantaja oli UPM-Kymmene.

Suomessa ei ole aikaisemmin tutkittu hakekasoissa tapahtuvan painumisen suuruutta. Opinnäytetyössä hyödynnettiin kanadalaisen biomassan käsittelyn konsultin Paul Janzèn kehittämää menetelmää painumisen määritykseen. Menetelmä perustuu Excel-laskuriin, jonka käyttöä paranneltiin opinnäytetyössä ja laskurissa olevat yksiköt muunnettiin tarkoituksenmukaisemmiksi. Tiedot hakkeen painumisesta hankittiin suorittamalla hydrauliprässin avulla testejä hakkeen painumisesta eri paineilla. Testien mittaustulosten avulla Excel-laskurilla saatiin laskettua kasan painumisprosentti. Laskurilla pystyi laskemaan vain yhden kasan painumisen, joten opinnäytetyössä tehtiin erillinen taulukko, josta näki painumisen eri kokoisille kasoille. Taulukoita tehtiin lopulta kaksi, joista toinen on tarkoitettu yli 40 metriä leveille kasoille ja toinen alle 40 metriä leveille kasoille. Alle 40 metriä leveille kasoille tarkoitetun taulukon kertoimia testattiin kasaan, jonka tarkka tilavuus oli tiedossa. Tilavuuslaskenta suoritettiin kasalle sekä vanhalla muuntokertoimella, että uudella muuntokertoimen sekä painumakertoimen yhdistelmällä ja tuloksia verrattiin kasan tarkkaan tilavuuteen.

Uusi muuntokertoimen ja painumakertoimen yhdistelmä oli vanhaa muuntokerrointa tarkempi kasan tilavuuden määrityksessä. Vanha muuntokerroin laski kasan tilavuuden 11 % kasan oikeaa tilavuutta pienemmäksi. Uusi muuntokertoimen ja painumakertoimen yhdistelmä laski kasan tilavuuden 6 % kasan oikeaa tilavuutta suuremmaksi. Uutta painumakerrointa testattiin vasta yhteen kasaan. Tulokset olivat lupaavia, mutta kerrointa pitäisi testata useampaan kasaan ennen suurien johtopäätösten vetämistä kertoimen toimivuudesta. Tulevissa testeissä pitäisi antaa korkea prioriteetti suuremmille kasoille, koska niissä mahdollinen virhe kertoimessa aiheuttaa suurempia heittoja lopullisessa kiintotilavuudessa. Hakekasojen kiintotilavuuden mittaaminen kuutiolleen oikein on lähes mahdotonta, mutta painumakertoimen ja muuntokertoimen yhdistelmässä on potentiaalia tarkentaa mittausta tulevaisuudessa.