Käänteisen Brayton-prosessin koelaitteen mittausjärjestelmän modernisointi
Mäkelä, Juho (2022)
Kandidaatintyö
Mäkelä, Juho
2022
School of Energy Systems, Energiatekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022053141299
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2022053141299
Tiivistelmä
Tässä kandidaatin tutkinnon opinnäytetyössä suunnitellaan uusi mittausjärjestelmä ilmastointitekniikan laboratorion käänteisen Brayton-prosessin koelaitteelle. Työn tarkoituksena on suunnitella mittausjärjestelmä, joka tuottaa tarkemmat ja luotettavammat tulokset, jotka ovat myös helpommin saatavissa. Koelaitteesta nykyisin tavoin tehtävät mittaukset voidaan toteuttaa paremmin käyttäen nykyaikaista mittaustekniikkaa.
Käänteinen Brayton-prosessi toimii käänteisesti ideaaliseen kaasuturbiiniprosessiin verrattuna. Laitteessa kiertävä ilma paisuu ensin turbiinissa ja sen jälkeen puristuu kompressorissa. Koelaite toimii 5 kW sähkömoottorilla ja sen suunniteltu käyttötarkoitus on toimia lämpöpumppuna sekä ilmankuivaimena.
Työssä käydään läpi koelaitteessa mitattavat suureet ja nykyisille mittauslaitteille etsitään korvaajia johtuen nykyisten mittauslaitteiden iästä ja epätarkkuudesta. Valinta uusista mittauslaitteista tehdään perustuen mittareiden ja kiertävän aineen ominaisuuksiin, koelaitteen toiminta-arvoihin ja mittoihin sekä laitteessa kulkevan virtauksen tilaan. Mittauslaitteen tiedonkeruu uusitaan nopeammalla sekä helpommin luettavalla laitteistolla ja ohjelmistolla. In this bachelor’s thesis a new measurement system is designed for a reversed Brayton cycle device at LUT fluid dynamics laboratory. The aim is to design a measurement system which produces accurate, reliable and easily obtained results. The old measurement system can be improved using modern technology.
Reversed Brayton cycle is an inverse of the ideal gas turbine process. The air circulating in the machine is first expanded in a turbine and then compressed by a radial compressor. The machine runs on a 5 kW electric motor and it is designed to work as a heat pump and an air dehumidifier.
Due to age and uncertainty of the old measuring system, new alternatives are looked at for measuring the wanted quantities in the process. The choice of new equipment is based on fluid and probe properties, measurement device size and process values as well as the state of the fluid flow. An easier to use and faster data acquisition system is chosen.
Käänteinen Brayton-prosessi toimii käänteisesti ideaaliseen kaasuturbiiniprosessiin verrattuna. Laitteessa kiertävä ilma paisuu ensin turbiinissa ja sen jälkeen puristuu kompressorissa. Koelaite toimii 5 kW sähkömoottorilla ja sen suunniteltu käyttötarkoitus on toimia lämpöpumppuna sekä ilmankuivaimena.
Työssä käydään läpi koelaitteessa mitattavat suureet ja nykyisille mittauslaitteille etsitään korvaajia johtuen nykyisten mittauslaitteiden iästä ja epätarkkuudesta. Valinta uusista mittauslaitteista tehdään perustuen mittareiden ja kiertävän aineen ominaisuuksiin, koelaitteen toiminta-arvoihin ja mittoihin sekä laitteessa kulkevan virtauksen tilaan. Mittauslaitteen tiedonkeruu uusitaan nopeammalla sekä helpommin luettavalla laitteistolla ja ohjelmistolla.
Reversed Brayton cycle is an inverse of the ideal gas turbine process. The air circulating in the machine is first expanded in a turbine and then compressed by a radial compressor. The machine runs on a 5 kW electric motor and it is designed to work as a heat pump and an air dehumidifier.
Due to age and uncertainty of the old measuring system, new alternatives are looked at for measuring the wanted quantities in the process. The choice of new equipment is based on fluid and probe properties, measurement device size and process values as well as the state of the fluid flow. An easier to use and faster data acquisition system is chosen.