Tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämpötekninen laskentamalli

Timo Holopainen, Dan Asplund

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Työssä on aluksi käsitelty erilaisten suurvesitilakattiloihin kuuluvien tulitorvi-tuliputki- ja tuliputkikattiloiden lämpöteknisen mitoituksen yleisiä reunaehtoja sekä nykyistä mitoituskäytäntöä. Yhtenäisen ja luotettavan mitoitusmenetelmän puuttuessa on pääpaino kuitenkin ollut lämmönsiirron teoriaan perustuvan ko. kattiloille mahdollisimman hyvin soveltavan lämpöteknisen laskentamenetelmän kehittämisessä, ja sen ohjelmoimisessa VTT:n CYBER 173 -keskustietokoneelle. Lähtotietoja muuttamalla voidaan kehitetyn kattilamallin avulla tutkia kattilan lämpöteknistä toimintaa kuvaavien suureiden muutoksia ja keskinäisiä riippuvuussuhteita. Tulitorven ja kääntökammion muodostaman tulipesän lämmönsiirron laskentaan sovelletaan Hottelin vuonna 1961 esittämän tulipesämallin (the well-stirred speckled-furnace model) modifioitua versiota. Tuliputkista kattilaveteen tapahtuvaa lämmönsiirtoa laskettaessa huomioidaan konvektiivisen lämmönsiirron lisäksi myös savukaasujen emittoima säteily. Putkivirtauksen konvektiivisen lämmönsiirtokertoimen määrittävälle Nusseltin luvulle löytyy kirjallisuudesta useita "periaatteessa" ko. tapaukseen sopivia yhtälöitä. Työssä onkin tarkasteltu neljän eri laskentakorrelaation soveltuvuutta tapaukseen (laskuesimerkit, kvalitatiivinen analysointi). Mallin avulla laskettuja tuloksia on verrattu käytettävissä oleviin koetuloksiin ja suunnittelun lähtoarvoihin. Testausesimerkkien perusteella kuvaa esitetty malli kattilan käyttäytymistä muuttuvissa käyttöolosuhteissa riittävällä tarkkuudella.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages74
ISBN (Print)951-38-2160-9
Publication statusPublished - 1984
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

NameTutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus
PublisherVTT
Volume312

Fingerprint

furnaces
heat transfer
boilers

Keywords

  • boilers
  • simulation
  • flues
  • fire tube boilers
  • tests

Cite this

Holopainen, T., & Asplund, D. (1984). Tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämpötekninen laskentamalli. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia, No. 312
Holopainen, Timo ; Asplund, Dan. / Tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämpötekninen laskentamalli. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1984. 74 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia; No. 312).
@book{80a493eba86c4e0c9ff1263b1b18a6b4,
title = "Tulitorvi-tuliputkikattiloiden l{\"a}mp{\"o}tekninen laskentamalli",
abstract = "Ty{\"o}ss{\"a} on aluksi k{\"a}sitelty erilaisten suurvesitilakattiloihin kuuluvien tulitorvi-tuliputki- ja tuliputkikattiloiden l{\"a}mp{\"o}teknisen mitoituksen yleisi{\"a} reunaehtoja sek{\"a} nykyist{\"a} mitoitusk{\"a}yt{\"a}nt{\"o}{\"a}. Yhten{\"a}isen ja luotettavan mitoitusmenetelm{\"a}n puuttuessa on p{\"a}{\"a}paino kuitenkin ollut l{\"a}mm{\"o}nsiirron teoriaan perustuvan ko. kattiloille mahdollisimman hyvin soveltavan l{\"a}mp{\"o}teknisen laskentamenetelm{\"a}n kehitt{\"a}misess{\"a}, ja sen ohjelmoimisessa VTT:n CYBER 173 -keskustietokoneelle. L{\"a}htotietoja muuttamalla voidaan kehitetyn kattilamallin avulla tutkia kattilan l{\"a}mp{\"o}teknist{\"a} toimintaa kuvaavien suureiden muutoksia ja keskin{\"a}isi{\"a} riippuvuussuhteita. Tulitorven ja k{\"a}{\"a}nt{\"o}kammion muodostaman tulipes{\"a}n l{\"a}mm{\"o}nsiirron laskentaan sovelletaan Hottelin vuonna 1961 esitt{\"a}m{\"a}n tulipes{\"a}mallin (the well-stirred speckled-furnace model) modifioitua versiota. Tuliputkista kattilaveteen tapahtuvaa l{\"a}mm{\"o}nsiirtoa laskettaessa huomioidaan konvektiivisen l{\"a}mm{\"o}nsiirron lis{\"a}ksi my{\"o}s savukaasujen emittoima s{\"a}teily. Putkivirtauksen konvektiivisen l{\"a}mm{\"o}nsiirtokertoimen m{\"a}{\"a}ritt{\"a}v{\"a}lle Nusseltin luvulle l{\"o}ytyy kirjallisuudesta useita {"}periaatteessa{"} ko. tapaukseen sopivia yht{\"a}l{\"o}it{\"a}. Ty{\"o}ss{\"a} onkin tarkasteltu nelj{\"a}n eri laskentakorrelaation soveltuvuutta tapaukseen (laskuesimerkit, kvalitatiivinen analysointi). Mallin avulla laskettuja tuloksia on verrattu k{\"a}ytett{\"a}viss{\"a} oleviin koetuloksiin ja suunnittelun l{\"a}htoarvoihin. Testausesimerkkien perusteella kuvaa esitetty malli kattilan k{\"a}ytt{\"a}ytymist{\"a} muuttuvissa k{\"a}ytt{\"o}olosuhteissa riitt{\"a}v{\"a}ll{\"a} tarkkuudella.",
keywords = "boilers, simulation, flues, fire tube boilers, tests",
author = "Timo Holopainen and Dan Asplund",
year = "1984",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-2160-9",
series = "Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
address = "Finland",

}

Holopainen, T & Asplund, D 1984, Tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämpötekninen laskentamalli. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia, no. 312, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämpötekninen laskentamalli. / Holopainen, Timo; Asplund, Dan.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1984. 74 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia; No. 312).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämpötekninen laskentamalli

AU - Holopainen, Timo

AU - Asplund, Dan

PY - 1984

Y1 - 1984

N2 - Työssä on aluksi käsitelty erilaisten suurvesitilakattiloihin kuuluvien tulitorvi-tuliputki- ja tuliputkikattiloiden lämpöteknisen mitoituksen yleisiä reunaehtoja sekä nykyistä mitoituskäytäntöä. Yhtenäisen ja luotettavan mitoitusmenetelmän puuttuessa on pääpaino kuitenkin ollut lämmönsiirron teoriaan perustuvan ko. kattiloille mahdollisimman hyvin soveltavan lämpöteknisen laskentamenetelmän kehittämisessä, ja sen ohjelmoimisessa VTT:n CYBER 173 -keskustietokoneelle. Lähtotietoja muuttamalla voidaan kehitetyn kattilamallin avulla tutkia kattilan lämpöteknistä toimintaa kuvaavien suureiden muutoksia ja keskinäisiä riippuvuussuhteita. Tulitorven ja kääntökammion muodostaman tulipesän lämmönsiirron laskentaan sovelletaan Hottelin vuonna 1961 esittämän tulipesämallin (the well-stirred speckled-furnace model) modifioitua versiota. Tuliputkista kattilaveteen tapahtuvaa lämmönsiirtoa laskettaessa huomioidaan konvektiivisen lämmönsiirron lisäksi myös savukaasujen emittoima säteily. Putkivirtauksen konvektiivisen lämmönsiirtokertoimen määrittävälle Nusseltin luvulle löytyy kirjallisuudesta useita "periaatteessa" ko. tapaukseen sopivia yhtälöitä. Työssä onkin tarkasteltu neljän eri laskentakorrelaation soveltuvuutta tapaukseen (laskuesimerkit, kvalitatiivinen analysointi). Mallin avulla laskettuja tuloksia on verrattu käytettävissä oleviin koetuloksiin ja suunnittelun lähtoarvoihin. Testausesimerkkien perusteella kuvaa esitetty malli kattilan käyttäytymistä muuttuvissa käyttöolosuhteissa riittävällä tarkkuudella.

AB - Työssä on aluksi käsitelty erilaisten suurvesitilakattiloihin kuuluvien tulitorvi-tuliputki- ja tuliputkikattiloiden lämpöteknisen mitoituksen yleisiä reunaehtoja sekä nykyistä mitoituskäytäntöä. Yhtenäisen ja luotettavan mitoitusmenetelmän puuttuessa on pääpaino kuitenkin ollut lämmönsiirron teoriaan perustuvan ko. kattiloille mahdollisimman hyvin soveltavan lämpöteknisen laskentamenetelmän kehittämisessä, ja sen ohjelmoimisessa VTT:n CYBER 173 -keskustietokoneelle. Lähtotietoja muuttamalla voidaan kehitetyn kattilamallin avulla tutkia kattilan lämpöteknistä toimintaa kuvaavien suureiden muutoksia ja keskinäisiä riippuvuussuhteita. Tulitorven ja kääntökammion muodostaman tulipesän lämmönsiirron laskentaan sovelletaan Hottelin vuonna 1961 esittämän tulipesämallin (the well-stirred speckled-furnace model) modifioitua versiota. Tuliputkista kattilaveteen tapahtuvaa lämmönsiirtoa laskettaessa huomioidaan konvektiivisen lämmönsiirron lisäksi myös savukaasujen emittoima säteily. Putkivirtauksen konvektiivisen lämmönsiirtokertoimen määrittävälle Nusseltin luvulle löytyy kirjallisuudesta useita "periaatteessa" ko. tapaukseen sopivia yhtälöitä. Työssä onkin tarkasteltu neljän eri laskentakorrelaation soveltuvuutta tapaukseen (laskuesimerkit, kvalitatiivinen analysointi). Mallin avulla laskettuja tuloksia on verrattu käytettävissä oleviin koetuloksiin ja suunnittelun lähtoarvoihin. Testausesimerkkien perusteella kuvaa esitetty malli kattilan käyttäytymistä muuttuvissa käyttöolosuhteissa riittävällä tarkkuudella.

KW - boilers

KW - simulation

KW - flues

KW - fire tube boilers

KW - tests

M3 - Report

SN - 951-38-2160-9

T3 - Tutkimuksia / Valtion teknillinen tutkimuskeskus

BT - Tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämpötekninen laskentamalli

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Holopainen T, Asplund D. Tulitorvi-tuliputkikattiloiden lämpötekninen laskentamalli. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1984. 74 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia; No. 312).