Browsing by Author "Nurmi, Janne"
Now showing 1 - 2 of 2
Results Per Page
Sort Options
Item Mäntäpaineakun termisen aikavakion identifiointi(2018-10-29) Nurmi, Janne; Kajaste, Jyrki; Insinööritieteiden korkeakoulu; Pietola, MattiTämän työn tavoitteena oli selvittää hydraulisen mäntäpaineakun termiseen aikavakioon vaikuttavia tekijöitä ja määrittää vakio kokeellisesti. Terminen aikavakio kertoo lämpöhäviön nopeuden eli sen, kuinka nopeasti 63,2 prosenttia paineakun latauksen aikana syntyvästä lämmöstä menetetään ympäristöön. Tässä työssä tutkittiin kolmea termiseen aikavakioon vaikuttavaa tekijää: latausnopeutta, puristussuhdetta ja esipainetta. Terminen aikavakio laskettiin seuraamalla paineakun varastointivaiheen aikana tapahtuvaa paineen laskua sekä optimoimalla käyttäen simulointimallia. Tuloksista huomattiin, että yhdellä termisen aikavakion arvolla ei voida tarkasti kuvata mäntäpaineakun lämpökäyttäytymistä. Latausnopeuden vaikutus termiseen aikavakioon oli puristussuhdetta selvästi suurempi. Latausnopeuden kasvaessa terminen aikavakio pienenee eli lämmönsiirto nopeutuu. Latausnopeuden kasvaessa lämpötilaerot paineakun kaasun ja rungon välillä ovat suurempia, jolloin myös vapaa konvektio on voimakkaampaa, mikä edistää lämmönsiirtymistä rajapinnalla. Puristussuhteen vähäinen vaikutus lämmönsiirtymisnopeuteen johtuu todennäköisesti siitä, että puristussuhteen kasvaessa pienenevän lämmönsiirtopinta-alan vaikutusta kompensoi korkeammalle noussut kaasun paine. Korkeampi esipaine nosti termisen aikavakion arvoa lämpökapasiteetin kasvaessa. Työssä selvitettiin myös, mikä neljästä yleisesti käytetystä tilanyhtälöistä kuvaa tarkimmin typpikaasun käyttäytymistä mittausolosuhteissa. Benedict-Webb-Rubin -tilanyhtälö osoittautui ideaalikaasun tilanyhtälöä sekä Van der Waals ja Soave-Redlich-Kwong - yhtälöitä tarkemmaksi, minkä takia sitä käytettiin tässä työssä. Työn tuloksia voidaan käyttää hydraulisen mäntäpaineakun toiminnan simuloimiseen. Mallin avulla voidaan laskea esimerkiksi paineakun lataamiseen tarvittava puristustyö sekä saatava paisuntatyö. Termiseen aikavakioon perustuvat simulointimallit ovat perinteisiä malleja paljon tarkempia, koska terminen aikavakio huomioi syklin aikana tapahtuvan lämpöhäviön. Termisen aikavakion avulla voidaan laskea myös usein tuntematon lämmönsiirtymiskerroin. Termisen aikavakion identifioimisessa ongelmana on, että lämmönsiirto paineakussa riippuu useasta muuttujasta, joten pelkkä yksi aikavakio ei riitä kuvaamaan sen dynamiikkaa. Työssä paneuduttiin siihen, miten aikavakio voidaan määrittää mittauksista saatavaa rajallista informaatiota käyttäen.Item Polttoaineensyötön tekniikan kehitys ja päästörajoitukset dieselmoottoreissa(2013-11-27) Nurmi, Janne; Tilli, Aki; Insinööritieteiden korkeakoulu; Pietola, Matti