Energiakaivon keruuputken lämmönsiirron ja painehäviön tutkiminen

No Thumbnail Available

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2024-04-19

Department

Major/Subject

Energia- ja ympäristötekniikka

Mcode

ENG3042

Degree programme

Insinööritieteiden kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

38

Series

Abstract

Tämä kandidaatintyö on kirjallisuuskatsaus, jossa tarkastellaan painehäviöitä ja lämmönsiirtoa energiakaivoissa käytettävissä U-keruuputkissa. Lisäksi työssä esitellään myöhemmin toteutettavat koejärjestelyt, joilla voidaan tuottaa mittausdataa painehäviöiden ja lämmönsiirron vaikutuksista. Työtä varten ei ole tuotettu mittausdataa, vaan sitä on tarkoitus tuottaa myöhemmin. Aineisto koostuu pääosin virtausmekaniikan ja termodynamiikan teoksista sekä tieteellisistä julkaisuista liittyen geoenergiaan. Työssä esitetään yleiskatsaus geoenergiasta ja siihen liittyvistä tärkeimmistä komponenteista lämmönkeruupiirissä. Lisäksi työssä käsitellään teoriaa painehäviölaskelmien taustalla sekä esitetään teoriakatsaus tarvittavista lämmönsiirron kaavoista, joilla voidaan tutkia lämmönsiirtoa energiakaivossa. Työssä perehdytään myös erityisesti putken sisäpinnankarheuden vaikutuksiin niin painehäviön kuin lämmönsiirron osalta. Työn tavoite oli tuottaa Rototec Oy:lle kirjallisuuskatsaus aiheesta. Tyypillisesti energiakaivoissa käytetään U-keruuputkia. U-keruuputkia on markkinoilla saatavilla niin sileällä kuin rihlatulla sisäpinnalla. Rihlauksen tarkoitus on generoida virtaukseen turbulenssia, joka puolestaan on lämmönsiirroltaan parempi virtaustyyppi kuin laminaarinen virtaus tai transitioalueella oleva virtaus. Rihlaus näkyy kuitenkin tuotteiden hinnoissa nostavana tekijänä. Tämän syyn takia työssä haluttiin selvittää rihlauksen todellinen merkitys niin painehäviöön kuin lämmönsiirtoon. Työssä ilmenee, että rihlaus vaikuttaa painehäviöön kasvattavana tekijänä toisinkuin aiemmin on joissakin tutkimuksissa esitetty. Lämmönsiirron osalta vaikuttaisi, ettei rihlauksella ole merkitystä turbulenttisella virtausalueella. Pienemmillä lämpötehoilla sekä Reynoldsin luvuilla rihlaus voi vaikuttaa tehostavasti lämmönsiirtoon, ottamatta huomioon termisen oikosulun vaikutuksia. Lisäksi rihlaus voi kaventaa transitioalueen leveyttä. Vaikutukset tulisi varmistaa suorittamalla erityisesti transitioalueelle painottuvia mittauksia.

Description

Supervisor

Alanne, Kari

Thesis advisor

Vuorinen, Ville

Keywords

energiakaivo, keruuputki, lämmönsiirto, painehäviö, rihlaus

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202406184446

Collections

[kand] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG