Alapalokamiinan lämpötekninen laskenta
Tölli, Mikael (2015)
Oulun ammattikorkeakoulu
2015
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201503163223
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201503163223
Tiivistelmä
TIIVISTELMÄ
Oulun ammattikorkeakoulu
Kone- ja tuotantotekniikka, energiatekniikka
Tekijä: Mikael Tölli
Opinnäytetyön nimi: Alapalokamiinan lämpötekninen laskenta
Työn ohjaajat: Kari Mäntyjärvi, Oulun yliopiston Oulun Eteläisen instituutti (FMT), Jukka Ylikunnari, OAMK
Työn valmistumislukukausi ja -vuosi: kevät 2015 Sivumäärä: 64 + 0 liitettä
Insinöörityö tehtiin Oulun yliopiston alueyksikön Oulun Eteläisen instituutin Tulevaisuuden tuotantoteknologiat (FMT) -tutkimusryhmälle. Tavoitteena oli selvittää tilaajan piirustuksen mukaisen alapalokamiinan hyötysuhde ja hyötysuhteen kannalta merkittävimmät rakenteet sekä esittää helposti toteutettavissa olevia hyötysuhdetta parantavia rakennevaihtoehtoja. Samalla tuli tutustua avoimen lähdekoodin CAD-ohjelmistojen käyttöön.
Työ tehtiin taulukkolaskentaohjelmalla, jonka avulla laskettiin tilaajan suunnittelukuviin perustuen kamiinan eri kohdissa vallitsevia lämmönsiirtotehoja. Kamiina jaettiin lämmönsiirtimiin, joita voitiin tarkastella yksittäisinä ja kokonaisuuteen kuuluvina. Kokonaislämmönsiirrintehoa käytettiin apuna kokonaishyötysuhteen määrittämisessä. Samalla tutkittiin polttoaineen kosteuden, ilmakertoimen ja palonopeuden vaikutusta kokonaisprosessiin. Laskelmien pohjalta piirrettiin savukaasutehon kuvaajat, joista voi erottaa suhteellisesti tehokkaimmat lämmönsiirtimet. Tulipesä oli kaikissa malleissa tehokkain lämmönsiirrin.
Lopuksi laskettiin uusien hyötysuhdetta parantavien rakenteiden lämmönsiirto-tehoja ja kamiinan hyötysuhde tehtyjen muutosten jälkeen. Hyötysuhdetta pa-rannettiin tekemällä muutoksia tilaajan kamiinan paloperän päälle. Sinne mal-linnettiin savukaasuvirtauksessa poikittain olevaa putkipakettia ja levypakettia, joiden läpi otettaisiin tulovesi. Kolmantena kokeiluna oli paloperän päälle asennettava pystyputkipaketti, jonka läpi savukaasut virtaisivat. Uusien rakenteiden vetoisuus arvioitiin, koska kamiinan on tarkoitus toimia luonnonvetoisena.
Työssä selvisi tilaajan piirustusten mukaisen alapalokamiinan hyötysuhde ja keksittiin uusia hyötysuhdetta parantavia rakenteita. Hyötysuhteeseen vaikuttavat palamisen hyötysuhde, polttoaineteho ja polttoaineen kosteus sekä ilmakerroin. Vaakaputkinen kamiina oli hyötysuhteeltaan paras, ja vetoisuudeltaan paras oli pystyputkilla varustettu kamiina. Työn tuloksena on saatu tietoa useista kamiinamalleista, joita voi valmistaa ja kehittää edelleen paremmaksi.
Asiasanat: alapalokamiina, hyötysuhde, lämmönsiirto
Oulun ammattikorkeakoulu
Kone- ja tuotantotekniikka, energiatekniikka
Tekijä: Mikael Tölli
Opinnäytetyön nimi: Alapalokamiinan lämpötekninen laskenta
Työn ohjaajat: Kari Mäntyjärvi, Oulun yliopiston Oulun Eteläisen instituutti (FMT), Jukka Ylikunnari, OAMK
Työn valmistumislukukausi ja -vuosi: kevät 2015 Sivumäärä: 64 + 0 liitettä
Insinöörityö tehtiin Oulun yliopiston alueyksikön Oulun Eteläisen instituutin Tulevaisuuden tuotantoteknologiat (FMT) -tutkimusryhmälle. Tavoitteena oli selvittää tilaajan piirustuksen mukaisen alapalokamiinan hyötysuhde ja hyötysuhteen kannalta merkittävimmät rakenteet sekä esittää helposti toteutettavissa olevia hyötysuhdetta parantavia rakennevaihtoehtoja. Samalla tuli tutustua avoimen lähdekoodin CAD-ohjelmistojen käyttöön.
Työ tehtiin taulukkolaskentaohjelmalla, jonka avulla laskettiin tilaajan suunnittelukuviin perustuen kamiinan eri kohdissa vallitsevia lämmönsiirtotehoja. Kamiina jaettiin lämmönsiirtimiin, joita voitiin tarkastella yksittäisinä ja kokonaisuuteen kuuluvina. Kokonaislämmönsiirrintehoa käytettiin apuna kokonaishyötysuhteen määrittämisessä. Samalla tutkittiin polttoaineen kosteuden, ilmakertoimen ja palonopeuden vaikutusta kokonaisprosessiin. Laskelmien pohjalta piirrettiin savukaasutehon kuvaajat, joista voi erottaa suhteellisesti tehokkaimmat lämmönsiirtimet. Tulipesä oli kaikissa malleissa tehokkain lämmönsiirrin.
Lopuksi laskettiin uusien hyötysuhdetta parantavien rakenteiden lämmönsiirto-tehoja ja kamiinan hyötysuhde tehtyjen muutosten jälkeen. Hyötysuhdetta pa-rannettiin tekemällä muutoksia tilaajan kamiinan paloperän päälle. Sinne mal-linnettiin savukaasuvirtauksessa poikittain olevaa putkipakettia ja levypakettia, joiden läpi otettaisiin tulovesi. Kolmantena kokeiluna oli paloperän päälle asennettava pystyputkipaketti, jonka läpi savukaasut virtaisivat. Uusien rakenteiden vetoisuus arvioitiin, koska kamiinan on tarkoitus toimia luonnonvetoisena.
Työssä selvisi tilaajan piirustusten mukaisen alapalokamiinan hyötysuhde ja keksittiin uusia hyötysuhdetta parantavia rakenteita. Hyötysuhteeseen vaikuttavat palamisen hyötysuhde, polttoaineteho ja polttoaineen kosteus sekä ilmakerroin. Vaakaputkinen kamiina oli hyötysuhteeltaan paras, ja vetoisuudeltaan paras oli pystyputkilla varustettu kamiina. Työn tuloksena on saatu tietoa useista kamiinamalleista, joita voi valmistaa ja kehittää edelleen paremmaksi.
Asiasanat: alapalokamiina, hyötysuhde, lämmönsiirto