Hiukkasen vastuskertoimen määrittäminen
Anetjärvi, Eemeli (2020)
Kandidaatintyö
2020
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020051838115
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2020051838115
Tiivistelmä
Tämän kandidaatin työn tavoitteena on selvittää kirjallisuuden avulla, miten vastuskerroin määritetään hiukkaselle, ja tutkia esimerkkisovellutuksia sekä -ilmiötä missä vastuskerroin ja vastusvoima ovat hyödyllisiä. Tavoitteena on myös tehdä käytännön mittaus vastuskertoimen määrittämiseksi.
Työ on jaettu kahteen osioon: kirjallisuustyöhön ja käytännön mittaukseen. Kirjallisuus osiossa tutkitaan kirjallisuuden avulla seuraavia aiheita: vastusvoiman ja vastuskertoimen määritelmä, arvojen analyyttinen määrittäminen, arvojen kokeellinen määrittäminen, leijupetikattiloiden toiminnassa sekä määrittäminen terminaalinopeudessa.
Käytännön mittauksessa pyritään määrittämään vastuskerroin pyöreille kuulille. Mittauksissa pudotetaan kuulia tietyltä korkeudelta. Kuulille määritetään putoamisnopeus nopeuskameran ja jäljitysohjelman avulla. Putousnopeuksista määritetään vastuskerroin kirjallisuudesta löytyvien approksimaatioyhtälöiden avulla, mitä verrataan oletettuun terminaalinopeuden vastuskertoimeen. Lopuksi vertaillaan tuloksia ja tarkastellaan niiden järkevyyttä.
Tuloksiksi mittauksesta saatiin järkeviä vastuskertoimien arvoja approksimaatioyhtälöiden avulla. Niistä ja kirjallisuusosasta huomataan, että vastuskertoimelle ei ole olemassa yksinkertaista tulosta vaan sen laskeminen perustuu käytännön mittauksilla saatuihin kuvaajiin ja approksimaatioyhtälöihin.
Työ on jaettu kahteen osioon: kirjallisuustyöhön ja käytännön mittaukseen. Kirjallisuus osiossa tutkitaan kirjallisuuden avulla seuraavia aiheita: vastusvoiman ja vastuskertoimen määritelmä, arvojen analyyttinen määrittäminen, arvojen kokeellinen määrittäminen, leijupetikattiloiden toiminnassa sekä määrittäminen terminaalinopeudessa.
Käytännön mittauksessa pyritään määrittämään vastuskerroin pyöreille kuulille. Mittauksissa pudotetaan kuulia tietyltä korkeudelta. Kuulille määritetään putoamisnopeus nopeuskameran ja jäljitysohjelman avulla. Putousnopeuksista määritetään vastuskerroin kirjallisuudesta löytyvien approksimaatioyhtälöiden avulla, mitä verrataan oletettuun terminaalinopeuden vastuskertoimeen. Lopuksi vertaillaan tuloksia ja tarkastellaan niiden järkevyyttä.
Tuloksiksi mittauksesta saatiin järkeviä vastuskertoimien arvoja approksimaatioyhtälöiden avulla. Niistä ja kirjallisuusosasta huomataan, että vastuskertoimelle ei ole olemassa yksinkertaista tulosta vaan sen laskeminen perustuu käytännön mittauksilla saatuihin kuvaajiin ja approksimaatioyhtälöihin.