Piv-menetelmä ja sovellus soodakattilamallin virtausnopeuskenttien määrittämiseen

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author

Authors

Date

2008

Department

Sovelletun mekaniikan laitos

Major/Subject

Lentotekniikka

Mcode

Kul-34

Degree programme

Language

fi

Pages

x + 120 s. + (3)

Series

Abstract

Tässä työssä tutkittiin optista Particle Image Velocimetry -menetelmää (PIV) käyttämällä paperitehtaan soodakattilan palotilamallin virtausnopeuskenttiä tuulitunnelissa. Virtaustilanteeseen vaikuttavat tuulitunnelin päävirtauksen lisäksi palotilamalliin kiinnitetyt ilmasuuttimet. Tarkoituksena oli määrittää virtausnopeuskenttien nopeuskomponentit ennalta valituissa palotilamallin pituusakselia vastaan kohtisuorissa poikkileikkauksissa, jotta saataisiin vertailutietoa numeerisia laskentamenetelmiä varten. PIV-menetelmässä virtaukseen syötetään partikkeleita, joita valaistaan laserin avulla. Kameroiden avulla rekisteröidään partikkeleista heijastuva valo. Nopeuskenttien laskenta tehdään tilastollisia korrelaatiomenetelmiä käyttämällä. Käytettävä stereo-PIV-menetelmä mahdollistaa sekä mittaustason suuntaisten että mittaustasoa vastaan kohtisuorassa olevien nopeuskomponenttien määrittämisen. Mittaukset tehtiin Teknillisen Korkeakoulun Aerodynamiikan laboratorion tuulitunnelia ja laitteistoja hyödyntämällä. Työn kirjallisuusosiossa käydään läpi PIV-tekniikan tärkeimmät osa-alueet niin laitteiston kuin teorian osalta. Työn selostusosiossa käydään läpi tehdyt mittaukset tuloksineen. Työssä tehtiin 17 mittausta, joiden tulokset on esitetty kuvasarjojen muodossa. Alustavien vertailujen mukaan saadut tulokset vastaavat likimain laskennallisia tuloksia. Kyseisten vertailujen teko ei sisälly tähän lopputyöhön. Työn selostusosiossa on esitetty myös kirjallisuuslähteisiin perustuva analyysi korrelaation tarkkuuteen vaikuttavien virheiden suuruuksista. Analyysistä saatua lopputulosta ei voi käyttää absoluuttisena nopeuskomponenttien virheenä. Se antaa kuitenkin virheiden suuruusluokan. Työssä tarkasteltavan mittauspoikkileikkauksen koko oli suurehko PIV-menetelmää käytettäessä. Tämä aiheutti ongelmia mittausparametrien optimoinnissa, mm. puutteellisen partikkelitiheyden takia. Pienempää paikallista mittauspoikkileikkausta käyttämällä myös mittaustarkkuus olisi parantunut. Laitteiston kokoluokan ja käytetyn mittauslaitteiston rajoitukset huomioon ottaen voidaan tehtyjä mittauksia pitää onnistuneina.

Description

Supervisor

Hoffren, Jaakko

Thesis advisor

Korhonen, Mikko

Keywords

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120554443

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK