Ilmanjakokotelon analysointi ja optimointi
Kivistö, Miika (2023)
Kivistö, Miika
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202305047663
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202305047663
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä tutkittiin, olisiko nykyisen metsäkoneen ohjaamon ilmastoinnin tehokkuutta mahdollista parantaa pelkällä kanaviston muokkaamisella. Työn ydinkohteena oli kahden vaihtoehtoisen ilmanjakokotelon sekä ilmastointilaitteen valmistajan alkuperäisen suoralähtöliitännän tarkempi analysointi. Analysointitulosten ja virtausmekaniikan teorian pohjalta lähdettiin suunnittelemaan optimaalisinta ratkaisua ilman siirtämiseen ilmastointilaitteelta metsäkoneen ohjaamoon.
Opinnäytetyössä perehdyttiin virtausmekaniikan ja CFD-virtaussimuloinnin teoreettiseen taustaan eri aineistojen ja kirjallisuuden avulla. Työn teoriaosuudessa käydään läpi virtausmekaniikan keskeisiä käsitteitä ja laskuja tuttujen matemaattisten kaavojen avulla. Lisäksi perehdymme CFD-virtaussimulointiin ja sen teoriaan. Virtaussimulointi oli merkittävässä roolissa osana opinnäytetyötä.
Analysointiosuudessa todettiin, että painehäviöt ilmanjakojärjestelmässä aiheutuvat enimmäkseen puhallinsuuttimista, mutta painehäviöihin voidaan vaikuttaa
paljonkin pelkästään kanaviston optimoinnilla. Optimointiosuudessa saatiin suunniteltua prototyyppi, jossa on alhaisemmat painehäviöt ja lisäksi valmistusteknillisesti kannattavampi valmistaa. The thesis investigated whether the efficiency of the air conditioning system in the
current forest machine could be improved by simply modifying the ductwork. The core focus of the thesis was to analyze in detail two alternative air distribution boxes and the original straight outlet connection of the air conditioning unit from the manufacturer. Based on the analysis results and fluid mechanics theory, the optimal solution for transferring air from the air conditioning unit to the forest machine cab was designed.
The theoretical background of fluid mechanics and CFD flow simulation was studied in the thesis using various sources and literature. The theoretical part of the work covers the key concepts and calculations of fluid mechanics using familiar mathematical formulas. In addition, CFD flow simulation and its theory was studied. Flow simulation played a significant role in the thesis.
In the analysis section, it was found that pressure losses in the air distribution system are mainly caused by the blow nozzles, but pressure losses can be significantly affected by optimizing the ductwork. In the optimization section, a prototype was designed with lower pressure losses and was also more cost-effective to manufacture.
Opinnäytetyössä perehdyttiin virtausmekaniikan ja CFD-virtaussimuloinnin teoreettiseen taustaan eri aineistojen ja kirjallisuuden avulla. Työn teoriaosuudessa käydään läpi virtausmekaniikan keskeisiä käsitteitä ja laskuja tuttujen matemaattisten kaavojen avulla. Lisäksi perehdymme CFD-virtaussimulointiin ja sen teoriaan. Virtaussimulointi oli merkittävässä roolissa osana opinnäytetyötä.
Analysointiosuudessa todettiin, että painehäviöt ilmanjakojärjestelmässä aiheutuvat enimmäkseen puhallinsuuttimista, mutta painehäviöihin voidaan vaikuttaa
paljonkin pelkästään kanaviston optimoinnilla. Optimointiosuudessa saatiin suunniteltua prototyyppi, jossa on alhaisemmat painehäviöt ja lisäksi valmistusteknillisesti kannattavampi valmistaa.
current forest machine could be improved by simply modifying the ductwork. The core focus of the thesis was to analyze in detail two alternative air distribution boxes and the original straight outlet connection of the air conditioning unit from the manufacturer. Based on the analysis results and fluid mechanics theory, the optimal solution for transferring air from the air conditioning unit to the forest machine cab was designed.
The theoretical background of fluid mechanics and CFD flow simulation was studied in the thesis using various sources and literature. The theoretical part of the work covers the key concepts and calculations of fluid mechanics using familiar mathematical formulas. In addition, CFD flow simulation and its theory was studied. Flow simulation played a significant role in the thesis.
In the analysis section, it was found that pressure losses in the air distribution system are mainly caused by the blow nozzles, but pressure losses can be significantly affected by optimizing the ductwork. In the optimization section, a prototype was designed with lower pressure losses and was also more cost-effective to manufacture.