Putkilämmönsiirtimien mitoitustyökalujen kehittäminen
Pitkänen, Antti J. (2007)
Tiivistelmä
Diplomityön tarkoituksena on kehittää tietokoneohjelma putkilämmönsiirtimen
vaippapuolen painehäviön laskemiseksi. Ohjelmalla voidaan varmistaa lämmönsiirtimen
mitoitusvaiheessa, että vaippapuolen painehäviö ei ylitä sallittuja rajoja. Ohjelmatäydentää
olemassa olevia mitoitusohjelmia.
Tässä diplomityössä käsitellään ainoastaan höyryvoimalaitosprosesseissa käytettäviä
putkilämmönsiirtimiä. Työn kirjallisessa osassa on selvitetty periaate höyryvoimalaitosprosessista
ja siinä käytettävistä putkilämmönsiirtimistä sekä esitetty
putkilämmönsiirtimien rakenne, yleinen suunnittelu ja lämpö- ja virtaustekninen mitoitus.
Painehäviön laskennassa käytetyt ja lämpö- ja virtausteknistä mitoitusta käsittelevässä
kappaleessa esitetyt yhtälöt perustuvat Bell-Delawaren menetelmään.
Painehäviönlaskentaohjelma on toteutettu hyväksikäyttäen Microsoft Excel
taulukkolaskentaa ja Visual Basic -ohjelmointikieltä. Painehäviön laskenta perustuu
segmenttivälilevyillä varustetun putkilämmönsiirtimen vaippapuolen yksifaasivirtaukseen.
Lämmönsiirtimen lauhdutinosan painehäviö oletetaan merkityksettömäksi, joten
kokonaispainehäviö muodostuu höyryn- ja lauhteenjäähdyttimessä. Kehitetty ohjelma on
suunniteltu erityisesti lauhteenjäähdyttimessä muodostuvan painehäviön laskentaan.
Ohjelmalla laskettuja painehäviön arvoja on verrattu todellisesta lämmönsiirtimestä
mitattuihin arvoihin. Lasketut arvotvastaavat hyvin mittaamalla saatuja, eikä tuloksissa
ilmene mitään systemaattista virhettä. Ohjelma on valmis käytettäväksi
putkilämmönsiirtimien mitoitustyökaluna. Diplomityön pohjalta on tehty ehdotukset
ohjelman edelleen kehittämiseksi.
vaippapuolen painehäviön laskemiseksi. Ohjelmalla voidaan varmistaa lämmönsiirtimen
mitoitusvaiheessa, että vaippapuolen painehäviö ei ylitä sallittuja rajoja. Ohjelmatäydentää
olemassa olevia mitoitusohjelmia.
Tässä diplomityössä käsitellään ainoastaan höyryvoimalaitosprosesseissa käytettäviä
putkilämmönsiirtimiä. Työn kirjallisessa osassa on selvitetty periaate höyryvoimalaitosprosessista
ja siinä käytettävistä putkilämmönsiirtimistä sekä esitetty
putkilämmönsiirtimien rakenne, yleinen suunnittelu ja lämpö- ja virtaustekninen mitoitus.
Painehäviön laskennassa käytetyt ja lämpö- ja virtausteknistä mitoitusta käsittelevässä
kappaleessa esitetyt yhtälöt perustuvat Bell-Delawaren menetelmään.
Painehäviönlaskentaohjelma on toteutettu hyväksikäyttäen Microsoft Excel
taulukkolaskentaa ja Visual Basic -ohjelmointikieltä. Painehäviön laskenta perustuu
segmenttivälilevyillä varustetun putkilämmönsiirtimen vaippapuolen yksifaasivirtaukseen.
Lämmönsiirtimen lauhdutinosan painehäviö oletetaan merkityksettömäksi, joten
kokonaispainehäviö muodostuu höyryn- ja lauhteenjäähdyttimessä. Kehitetty ohjelma on
suunniteltu erityisesti lauhteenjäähdyttimessä muodostuvan painehäviön laskentaan.
Ohjelmalla laskettuja painehäviön arvoja on verrattu todellisesta lämmönsiirtimestä
mitattuihin arvoihin. Lasketut arvotvastaavat hyvin mittaamalla saatuja, eikä tuloksissa
ilmene mitään systemaattista virhettä. Ohjelma on valmis käytettäväksi
putkilämmönsiirtimien mitoitustyökaluna. Diplomityön pohjalta on tehty ehdotukset
ohjelman edelleen kehittämiseksi.