Sissejuhatus suunelabadesse
Õhuvoolu juhtimises mängib kanalinurkade disain võtmerolli ventilatsiooni- ja HVAC-süsteemide ning tuuletunnelite tõhususes ja jõudluses. Kui õhk surutakse läbi järsu pöörde, mis on õhukanalites sageli vältimatu, puutub see kokku suurenenud hüdraulilise takistusega, mis toob kaasa suuremad rõhukaod ja turbulentsi. See mitte ainult ei vähenda süsteemi tõhusust, kuna õhuvoolu säilitamiseks on vaja rohkem energiat, vaid mõjutab ka õhukanalite struktuurset terviklikkust turbulentse voolu poolt avaldatavate ebaühtlaste survekoormuste kaudu.
Siin tulevad mängu suunelabad, tuntud ka kui juhtlabad (joonis 1). Nurga sisse paigaldatud suunelabad juhivad õhku läbi pöörde minimaalse takistusega, vähendades rõhukadusid ja turbulentsi ilma lisaruumita, mida nõuab sujuva raadiusega paine. See teeb suunelabadest ideaalse lahenduse õhuvoolu tõhusaks juhtimiseks kompaktses ruumis.
Joonis 1. TunnelTechi suunelabadega nurgasektsiooni koost
Suure jõudlusega suunelabadega sektsioonid alternatiivina üldistele HVAC-lahendustele.
Traditsiooniline viis järsult kumerdatud kanali turbulentsi, rõhukao ja müra vähendamiseks on raadiusega põlv (joonis 2 ja joonis 4, juhtum 2). Kuigi raadiusega põlved leevendavad osaliselt järsule paindele iseloomulikku turbulentsi, müra ja rõhukadusid (vt joonis 4, juhtum 1), toovad nad kaasa omaenda probleeme.
Mitmed tavalised HVAC-kanali painded, mis on valmistatud sujuvalt kumerast lehtmetallist koos painutatud jaotuslabadega, on näidatud joonisel 2 vasakul. Need on tüüpilised standardvariandid, mida tavaliselt kasutatakse HVAC-õhukanalites, nt vastavalt DW144 õhukanalite standardile.
Sellised kanalite komponendid on levinud ja kulutõhusad väikestes rakendustes tsiviilehituses, väikeettevõtetes ja väikese võimsusega HVAC-süsteemides, kus energiakulu ei ole oluline tegur. See disain ei ole aga hea lahendus ventilatsiooni- ja jahutussüsteemidele keskmise ja suuremahulistes suure võimsusega rakendustes – elektritootmine, metallurgia, turbomasinad, soojusvahetid, heitsoojuse taaskasutamine ning kaasaegne roheline ja taastuvenergia –, kus hüdrauliline tõhusus ja energiasääst on hädavajalikud.
Siiski ei ole vaja ehitada kohandatud, mittestandardset kanalit iga kord, kui hüdraulilise võrgu energiatarbimist on vaja täielikult optimeerida. Sama joonis 2 paremal näitab TunnelTechi diagonaalse suunelabadega nurgasektsiooni varianti, mis on energiatõhus, madala mürataseme ja madala turbulentsiga, vastab HVAC-süsteemide tööstusstandarditele ning mida saab kasutada ka suuremahulistes ja suure võimsusega tööstuslikes rakendustes. Näide suuremahulisest rajatisest, kuhu diagonaalset suunelabadega sektsiooni saab hõlpsasti integreerida, on toodud joonisel 3.
Joonis 2. Tavaline keskmise suurusega HVAC sujuv põlv lehtmetallist jaotuslabaga vastavalt DW144 standardile (vasakul) ja suure jõudlusega TunnelTechi diagonaalne suunelabade koost standardsete õhukanalite jaoks (paremal).
Joonis 3. Suuremahulised TunnelTechi õhukanali suunelabadega nurgasektsioonid tuuletunnelite, elektritootmise ja tööstuslike rakenduste jaoks.
Suunelabade disain rõhukao, turbulentsi ja müra vähendamiseks
Erinevate pöördenurkade disainide võrdlemiseks on allpool joonisel 4 toodud rõhukaod (ΔP) ja CFD-simuleeritud voolumustrid. Näitena valiti sisselaske õhuvoolu kiirus 20 m/s ja 2×2 m ruudukujuline kanal. Kiirus 20 m/s valiti seetõttu, et professionaalsed vertikaalsed tuuletunnelid siseruumides langevarjuhüpete jaoks töötavad tavaliselt enamiku ajast režiimides, kus voolukiirus pöördesektsioonis on vahemikus 10 kuni 30 m/s. CFD-arvutused tehti 1 standardatmosfääri, 20 °C ja null õhuniiskuse juures kokkusurutava gaasi ja adiabaatilise seinaga, mille karedus oli 250 µm. Kasutati võrku, milles oli 6 kuni 10 miljonit rakku domeeni kohta. Sisselaskepiiril rakendati lamedat sisselaskeprofiili ja 2% turbulentsi. Turbulentsi modelleeriti k-ε mudeli abil.
Märkus: Joonisel 4 toodud illustratsioonid on konkreetsed näited, mis on esitatud üksnes tööpõhimõtete illustreerimiseks ja mõne suunelabadega nurgasektsiooni tüübi võrdlemiseks. Neid ei saa võtta üldiste tulemustena iga kasutusjuhu kohta. Iga reaalse ventilatsioonisüsteemi või muu hüdraulilise võrgu puhul tuleb igas arvutuspunktis arvesse võtta spetsiifilisi hüdraulilisi parameetreid, kanali suurust ja kuju, karedust ja struktuurseid ebakorrapärasusi, voolu ebaühtlust ning gaasi täpseid füüsikalisi omadusi. Sellise arvutuse konkreetse süsteemi jaoks saate tellida, võttes meiega ühendust.
Näidatud on järgmised disainilahendused:
- Nurgasektsioon ilma suunelabadeta.
- Sujuvalt kumer nurgasektsioon (r = ½ kanali kõrgusest) radiaalselt painutatud jaotuslabadega. Rõhukadu sõltub ka jaoturite arvust ja geomeetriast. Näide näitab optimaalse kujuga jaotusplaatide minimaalset arvu.
- Lihtsad radiaalselt kumerad õhukesed plaadid (paksusega 10–20 mm).
- Tüüpilised optimeerimata suunelabad meie lähimatelt konkurentidelt.
- TunnelTechi optimeeritud profiiliga suunelabad (TTE-TV).
Kõige olulisem probleem kumerate kanalitega, millel on väike arv lihtsaid painutatud plaadist jaotureid (või puuduvad labad üldse), on rõhu ja kiiruse jaotus pöördesektsiooni väljapääsul (joonis 4, juhtum 2, vt väljalaske ristlõiget). Kiirus suureneb iga voolu alamkanali välisseinast siseseinani, tekitades ebaühtlase voolu, tugeva turbulentsi ja müra. Mida väiksem on pöörderaadius, seda suurem on voolu eraldumise, rõhu- ja kiirusväljade moonutuste, suurema müra ja suurema rõhukao oht.
Ainus viis nende probleemide ületamiseks on nurgasektsiooni suur kõverusraadius ja suurem arv jaotuslabasid. See tekitab teise probleemi – lisaruum, mida on vaja selliste paindekohtade mahutamiseks, ja mitme kanali ristlõikele vastava kumera jaoturi materjalikulu. Suurtes kanalisüsteemides võivad sujuva raadiusega painded viia ebamõistlikult suurte struktuurideni, muutes selle lähenemisviisi paljudel juhtudel ebapraktiliseks, eriti seal, kus ruum on piiratud. Vajalikku lisaruumi näitavad katkendjooned allpool joonisel 4, juhtum 2. Iga pöörde kõrgust ja laiust tuleb suurendada vähemalt ½ kanali suuruse võrra. Suletud ringlusega tuuletunnelite puhul tähendab see hoone mõõtmete suurendamist mitme meetri võrra igas suunas, mis suurendab õhukanalite kulusid ja kapitaliinvesteeringuid. Lisaks maksab iga jaotur sama palju kui kanali sein ise.
Joonis 4. Nurgasektsioonid õhukanalites – disaini ja jõudluse võrdlus
Optimaalne lahendus tuuletunnelite ja tööstusliku ventilatsiooni jaoks on aerodünaamilise profiiliga suunelabade diagonaalne kaskaad, nagu on näidatud joonisel 4, juhtumid 3–5.
Kõik ülaltoodud CFD-pildid on näitena toodud õhukanali nurgasektsiooni kohta, mille sisselaskeava on 2×2 m ja õhuvoolu kiirus 20 m/s – see on kõige asjakohasem juhtum siseruumides langevarjuhüpete ja madala kiirusega allahelikiirusega tuuletunnelite puhul.
Joonis 4, juhtum 3 näitab nurgasektsiooni lihtsate labadega, mis on valmistatud õhukesest painutatud lehtmetallist. Joonis 4, juhtum 4 näitab parimaid suunelabasid, mida pakuvad TunnelTechi lähimad konkurendid. Mõlemal on lühem kõõl ja optimeerimata aerodünaamiline kuju, mille tulemuseks on jääkvoolu ebaühtlus sektsiooni väljapääsul, suurem aerodünaamiline takistus ja suurem kanali müra. Lihtsast painutatud lehtmetallist valmistatud õhukesed labad ületavad tavaliselt lubatud mürataseme isegi madalal õhukiirusel ning paksul ja lühikesel profiilil, millel on madal kõõlu ja paksuse suhe, on ka väiksem pindala, mis on puuduseks, kui soojusülekandeks kasutatakse jahutusega suunelabasid.
Joonise 4, juhtum 5 alumine osa näitab õhukanali nurka, mis on varustatud suure jõudlusega TunnelTechi suunelabadega (tellimisel viidake tootekoodile TTE-TV-90). Nagu ristlõiked näitavad, on vool õigesti profileeritud labadega ühtlasem, mis tähendab väiksemat rõhukadu ja madalat turbulentsi.
Väljalaske rõhu/kiiruse profiil on pika kõõluga labadega varustatud TunnelTechi nurgasektsioonide puhul samuti palju parem kui teistel juhtudel. Tulemuseks on TunnelTechi ületamatu aerodünaamiline kvaliteet, mis kajastub professionaalsete langevarjurite ja teiste klientide arvukates arvustustes.
Kõik ülaltoodud andmed, sealhulgas kõõlu pikkus ja jahutusvõimalused, on kokku võetud ka tabelis 1.
| Juhtum / Laba tüüp | ΔP (Pa) (*) | ξ (*) | Kõõlu pikkus (mm) | Jahutus |
|---|---|---|---|---|
| 1. Ilma labadeta, järsk pööre | 114 | 0.47 | — | Ei |
| 2. Sujuvalt kumer nurgasektsioon | 41 | 0.17 | > 2000 | Ei |
| 3. Lihtsad radiaalselt kumerad õhukesed plaadid | 80 | 0.33 | 250–500 | Ei |
| 4. Lähimate konkurentide suunelabad | 88 | 0.37 | 280 | Jah |
| 5. TunnelTechi optimeeritud suunelabad | 57 | 0.24 | 500 | Jah |
Kanali pöördesektsiooni hüdraulilise kao koefitsient TunnelTechi ja konkurentide labadega kiirusvahemikus kuni 100 m/s, arvutatuna sama geomeetria ja algtingimuste korral, on toodud joonisel 5.
Täpsem teave hüdrauliliste kadude kohta kanali pikkuses, kohaliku takistuse ja kogu hüdraulilise kao koefitsiendi kohta on toodud allpool.
Joonis 5. TunnelTechi ja konkurentide pöördesektsioonide võrdlus: Darcy-Weisbachi hüdraulilise kao koefitsient sama geomeetria ja algsete arvutustingimuste korral.
Turbulentsi leevendamine usaldusväärsete hüdrauliliste ja struktuursete ohutusarvutuste jaoks
Joonis 6. TunnelTechi suunelabadega nurgasektsioon: turbulentsi skaala (m) kiirusel 20 m/s
Sujuv ja prognoositav rõhu/kiiruse profiil on eriti oluline rakendustes, kus kõrge turbulents või voolu eraldumine on vastuvõetamatu, näiteks eksperimentaalsetes tuuletunnelites, siseruumides langevarjuhüpete rajatistes ja suure võimsusega paigaldistes. Need parasiitnähtused koos voolu eraldumisest ja suuremahulisest turbulentsist põhjustatud rõhupulsatsioonidega on vastuvõetamatud ka paigaldistes, mis peavad olema vabad akustiliselt indutseeritud vibratsioonist ja kus õhukanali struktuurse stabiilsuse tagamiseks ei ole lubatud staatilise rõhu kõrvalekalded. Lisaks on turbulentne vool levinud müraallikas, mis halvendab veelgi süsteemi üldist jõudlust ja lõppkasutaja mugavust.
Samuti tuleks meeles pidada, et voolu ebakorrapärasused kipuvad allavoolu kasvama ja intensiivistuma, välja arvatud juhul, kui kasutatakse voolu sirgendajaid, kärgstruktuure, turbulentsivõrke või muid voolu konditsioneerimise seadmeid [1-3]. Täpne gaasidünaamiline analüüs nõuab iga järjestikuse kanalielemendi takistuse arvutamist reaalse sisselaske rõhu/kiiruse profiiliga, mille on genereerinud hüdraulilise võrgu eelmine element. Pikkade hüdrauliliste võrkude puhul on sageli võimatu käivitada kogu süsteemi CFD-simulatsiooni selle tohutu suuruse tõttu. Sellistel juhtudel kasutatakse ligikaudseid pool-empiirilisi arvutusi, mis põhinevad dimensioonita vooluarvudel ja geomeetrilistel kriteeriumidel [4], või sellistel meetoditel põhinevat tarkvara. Samamoodi tehakse kanali struktuurse stabiilsuse FEA-modelleerimist tavaliselt kanali seintele rakendatud püsiva staatilise rõhuväljaga. Allavoolu arenevad tõsised voolu ebakorrapärasused võivad seetõttu tuua vigu ka kandekonstruktsioonide ohutuskriitilistesse analüüsidesse.
Ligikaudsed meetodid ei tegele tavaliselt kiirusprofiili moonutustega hüdraulilise võrgu elemendi sisselaskel; parimal juhul võtavad nad arvesse, kas profiil on täielikult välja arenenud või veel arenemata (ühtlane), ning piirikihi parameetreid. Tuuletunnelites ja tööstuslikes ventilatsioonisüsteemides võib iga voolu pööre põhjustada ebaühtlust ja tugevat pöörisvoolu, mis toob ebakindlust pikkade võrkude hüdraulilise takistuse arvutustesse. Seetõttu tuleks võimaluse korral vältida suuri kiirusprofiili ebakorrapärasusi.
Joonis 6 ja ülaltoodud tulemused näitavad, et TunnelTechi suunelabadega pöördesektsioonid mitte ainult ei tekita täiendavaid vooluhäireid, vaid neid saab kasutada ka pöörisvoolu ja ebaühtluse summutamiseks sektsioonist allavoolu. TunnelTechi labadega nurgasektsioon võib seega toimida ka tõhusa voolu sirgendajana, kui see on paigaldatud aksiaalventilaatorist, kanali difuusorist, soojusvahetist, testsektsioonist, kanali harust või mis tahes muust turbulentsi tekitavast elemendist allavoolu.
Kohaliku takistuse koefitsient
Pöördenurga kohalikku takistust saab arvutada tuntud Darcy-Weisbachi võrrandi abil:
ΔP = ξ · ρ · v² / 2
Kus:
- ΔP – kogu rõhukadu (rõhulang) paskalites (Pa);
- ξ – kohaliku takistuse (Darcy-Weisbachi) koefitsient;
- ρ – vedeliku/gaasi tihedus (kg/m³);
- V – vedeliku/gaasi kiirus sisselaske ristlõikes (m/s).
Need parameetrid, mis määravad õhukanali energiatõhususe, sõltuvad tugevalt suunelabade disainist.
Vastavalt allikale [4] saab keeruka hüdraulilise elemendi kogutakistust esitada selle pikkuses esineva hõõrdetakistuse ξL ja kohaliku takistuse ξ0 summana:
ξSUM = ξL + ξ0
Sirge õhukanali puhul on pikkustakistus võrdeline pikkusega ja pöördvõrdeline hüdraulilise läbimõõduga, nagu on väljendatud valemiga:
ξL = (L / D) · f
kus f on Darcy hõõrdetegur.
Lihtsa kujuga kanalite (nt ümmargused, ruudukujulised, kuusnurksed) puhul saab f-i väljendada ainult Reynoldsi arvu mittelineaarse funktsioonina – vt peatükk 2 allikas [4] või https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
Hõõrdetegurit f siledate seintega lihtsa ümmarguse toru (ringikujulise kanali) puhul, millel on sisselaskel täielikult väljaarenenud vooluprofiil ja turbulentne režiim (Reynoldsi arvud Re > 4×103), saab arvutada valemiga:
f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²
Reaalsete kanalite puhul tuleb arvesse võtta ka seina karedust.
Allpool olev joonis 7 näitab Darcy hõõrdeteguri graafikut Reynoldsi arvu Re suhtes erinevate seina suhtelise kareduse väärtuste korral, mille esmakordselt avaldas Nikuradse allikates [5-8]. Seda graafikut tuntakse ka Moody diagrammi [9] või Colebrook-White'i korrelatsiooni [10-11] nime all. Uuem uuring siledate torude kohta on leitav allikast [12].
Diagramm näitab keerulist sõltuvust f(Re) erinevate karedusväärtustega ümmarguse toru puhul. Ruudukujuliste ja muude mitteümmarguste kanalite puhul on diagramm veelgi keerulisem. Seetõttu tuleb arvesse võtta voolurežiimi (Reynoldsi arv), kanali kuju ja seina suhtelist karedust.
Joonis 7. Moody (ehk Nikuradse) diagramm, mis näitab Darcy-Weisbachi hõõrdetegurit fD Reynoldsi arvu Re suhtes erinevate suhtelise kareduse väärtuste korral – Originaaldiagramm: S. Beck ja R. Collins, Sheffieldi Ülikool, jagatud litsentsi CC BY-SA 4.0 alusel, wikimedia.org
Reaalsete, karedate kanalite puhul on endiselt võimalik esitada kogutakistust pikkustakistuse ja kohaliku takistuse summana ξSUM = ξL + ξ0.
Takistuse jagamine selliseks summaks lihtsustab kanali parameetrite uurimist, kuna kohalikku takistust ξ0 saab arvutada lihtsustatud elemendi geomeetria jaoks – näiteks probleemi perioodilise formuleeringuga väiksemal arvutusdomeenil või 2D-formuleeringus. Pange tähele arvutusdomeeni suurust joonisel 4 toodud näidetes – sektsioon on 3 m kõrge ja 18 m pikk ning piisav võrgu koonduvus algab alles üle 10 miljoni võrguelemendi. Samade juhtumite perioodiline või 2D-formuleering võiks kasutada suurusjärgu võrra vähem võrguelemente ning iga kiiruspunkti lihtsustatud arvutus ΔP(v) kõveral võtaks tundide asemel minuteid või isegi sekundeid.
Takistuse jagamine kaheks komponendiks võib seega arvutusi oluliselt lihtsustada – kohalik takistus ξ0 määratakse kiiresti ja seejärel lisatakse pikkustakistus ξL. Viimast saab kiiresti hinnata avaldatud tabelite või ligikaudsete valemite abil, mis põhinevad dimensioonita arvudel ja kanali geomeetria parameetritel. Hüdrauliliste ja kanalivõrgu elementide puhul, millel on järsud voolusuuna muutused (nurga all olevad põlved, sujuvad painded, erineva nurgaga painded koos suunelabadega ja ilma), on sarnane lähenemisviis ja meetod esitatud põhjaliku Handbook of Hydraulic Resistance [4] peatükkides 6-1 ja 6-2.
Tehnilised andmed
Põhjalikud tehnilised andmed täpseks projekteerimiseks ja jõudluse arvutamiseks.
Integreeritud jahutustehnoloogia
Revolutsioneerides tunneli disaini, sisaldavad meie suunelabad integreeritud sisemisi jahutusvedeliku kanaleid – pakkudes suurepärast soojusvahetuse efektiivsust ilma õhuvoolu kvaliteeti kahjustamata.
- Massiivne soojuse hajutamise võimekus, skaleeritav sadadest kilovattidest kümnete megavattideni.
- Efektiivne soojusjuhtimine ilma negatiivse mõjuta õhuvoolu turbulentsile või voolu kvaliteedile.
- Projekteeritud kuue integreeritud sisemise jahutuskanaliga laba kohta maksimaalse termilise efektiivsuse tagamiseks
- Sujuv integreerimine standardsete tööstuslike vesijahutuse infrastruktuuridega
Toote tipphetked
TunnelTechi õhuvoolu suunelabad (toode TTE-TV) on selle tehnoloogia esirinnas, pakkudes enneolematut tõhusust õhuvoolu juhtimises. Meie tooted on mõeldud paljudeks rakendusteks, alates siseruumides langevarjuhüpete rajatistest ja tuuletunnelitest kuni HVAC- ja ventilatsioonisüsteemideni, ning kehastavad aerodünaamilise disaini ja energiatõhususe tipptasemet.
Suunelabade sektsiooni jõudlus õhukanalites
TunnelTechi suure jõudlusega suunelabad seavad tööstusharu standardi võimsuse ja aerodünaamilise tõhususe osas. Meie energiasäästlikud suunelabad on konstrueeritud aerodünaamiliste kadude minimeerimiseks, tagades sujuva õhuvoolu ja vähendades energiatarbimist.
TunnelTechi suunelabadel on õhukanalites suurepärased kohaliku takistuse omadused. Takistuse parameetrid, mis on arvutatud Darcy-Weisbachi võrrandiga nagu eespool kirjeldatud, on esitatud alltoodud joonistel (vt joonis 8) ja suunelabade andmelehel.
Üldiselt, kui kanali suurus pole teada, antakse väärtused idealiseeritud elemendi jaoks perioodiliste külgmiste piiritingimustega, võtmata arvesse täiendavat seina hõõrdumist pikkuses, karedust või muid kohalikke parameetreid. Joonis 8 annab väärtused idealiseeritud nurgaelemendile TunnelTechi labadega, mis on arvutatud 15 labast koosneva pinu jaoks perioodiliste piiritingimustega kui lõpmatu perioodilise kaskaadi lähendus.
Joonis 8. TunnelTechi suunelaba: kohaliku takistuse koefitsient ja vastav rõhukadu.
Kui HVAC või muu hüdrauliline süsteem koosneb kanalitest, mille voolu ristlõige vooluteel üldiselt ei muutu, on ligikaudsete arvutuste jaoks mugav hinnata takistust pikkusühiku kohta (mida tuleb loomulikult hinnata kogu kiirusvahemiku ulatuses):
KL = ξL / L = f / Dh
kus Dh on kanali hüdrauliline läbimõõt. KL väärtust on lihtne määrata käsiraamatutest, nagu eespool arutatud. Korrutades selle pikkusega ja lisades andmelehtedelt võetud või iseseisvalt arvutatud kohaliku takistuse väärtused ξ0, saab kiire hinnangu süsteemi kogu rõhukaole.
ξSUM = KL · L + ξ0
Joonisel 4 toodud illustreerivatel näidetel – 2×2 m ruudukujuline kanal arvutuses kasutatud gaasiparameetrite ja karedusega – on takistus pikkusühiku kohta suurusjärgus KL = ξL / L ~ 2,1 Pa. See väärtus kehtib tavalise ruudukujulise kanali kohta, millel pole paindeid, labasid ega muid sisemisi seadmeid. Kogu 21 m pikkusel teel, mille õhk kanalis läbib, annab see rõhukaoks ~44 Pa. Lisades väärtuse jooniselt 8 (11 Pa kiirusel 20 m/s, võetud suunelabade andmelehe tabelist A.2.1), saame reaalse 2×2 m suunelabadega kanalisektsiooni kogutakistuseks 55 Pa. See väärtus on heas kooskõlas joonisel 4, juhtum 5 näidatud väärtusega.
Lisateavet mis tahes kujuga kanalite takistuse arvutamise ligikaudsete meetodite kohta ilma CFD-ta leiate allikast [4] ja sarnasest kirjandusest.
Märkus: Joonisel 4 toodud näited on vaid erijuhtum, mis demonstreerib suunelabade tööd, ja neid ei saa kasutada suvalise kanali hindamiseks. Joonis 8 kehtib laiemalt, kuid siiski tuleb arvestada kliendi kanali spetsiifilisi parameetreid. Iga süsteem vajab üksikasjalikku analüüsi, mille saate tellida TunnelTechilt. Kanali hüdraulilise takistuse täpseks arvutamiseks ja teie ventilatsiooni- või tuuletunneliseadmete energiatarbimise eksperthinnanguks palun võtke meiega ühendust.
Lisateavet meie teenuste ning teadus- ja arendustegevuse kohta leiate lehelt Tehnoloogia ja jaotisest Teenused.
Suunelabad tööstuslikuks jahutamiseks ja soojendamiseks
Unikaalsena tööstuslike õhukanalite suunelabade seas suudavad meie tooted tsirkuleerida jahutusvedelikku suure voolukiirusega, võimaldades õhku kanali läbimisel tõhusalt jahutada või soojendada. See avab uusi võimalusi soojusregulatsioonis – sisekliima juhtimise labad ja madala takistusega kanalisesisesed soojusvahetid –, pakkudes meie klientidele mitmekülgseid lahendusi nende õhuvoolu vajadustele.
Hinnatud HTCL (soojusülekandetegur lineaarmeetri kohta) meetodil, mis kvantifitseerib soojusvoo (vattides) suunelaba pikkuse meetri kohta välisõhu ja laba jahutusvedeliku vahelise logaritmilise keskmise temperatuurierinevuse (ΔTLMTD) kelvini kohta, on meie suunelabad konstrueeritud tõhusaks soojusülekandeks erinevates õhuvoolu tingimustes, tagades stabiilse jõudluse ja temperatuuri reguleerimise.
Vesijahutusega suunelabade soojusülekandeteguri parameetrid on esitatud joonisel 9 nii kuiva kui ka niiske õhu kohta, kus ΔP [kPa] on veesurve erinevus sisselaske- ja väljalaskelaba portide vahel (sinine ja punane joonisel 10).
Joonis 10. Suunelaba jahutuskanalid
Joonis 9. HTCL koefitsient. Kuiv (RH = 0%) ja niiske õhk (RH = 90% temperatuuril 30 °C) erinevate jahutusvedeliku (vee) rõhuerinevuste korral sisselaske- ja väljalaske jahutuskanalite portide vahel.
Suunelabad heitsoojuse taaskasutamiseks
Integreeritud soojusvahetuskanalitega jahutusega suunelabad pakuvad mitmekülgset lahendust heitsoojuse taaskasutamiseks mitmesugustes rakendustes. Soojusvahetussüsteemidesse integreerituna suudavad need labad püüda kinni liigse soojusenergia, mis muidu kaotsi läheks, ja kanda selle üle soojuse taaskasutussüsteemidesse, parandades oluliselt süsteemi üldist tõhusust.
Praktikas saab seda tehnoloogiat kasutada paljudes valdkondades. Näiteks tööstusprotsessides saavad jahutusega suunelabad taaskasutada heitgaasidest saadavat heitsoojust ja kasutada seda sissetulevate vedelike või õhu eelsoojendamiseks, vähendades energiatarbimist. HVAC-süsteemides rakendatakse sama põhimõtet sellistes seadmetes nagu soojustagastusega ventilaatorid (HRV) ja energiatagastusega ventilaatorid (ERV), mis kannavad soojust üle väljatõmbe- ja sissepuhkeõhu voolude vahel. See minimeerib sissetuleva õhu soojendamiseks või jahutamiseks vajalikku energiat, mis toob kaasa märkimisväärse energiasäästu.
Jahutusega suunelabasid saab integreerida ka elektritootmis- ja taastuvenergiasüsteemidesse. Näiteks koostootmisjaamades (CHP) taaskasutatakse elektritootmisest tekkiv heitsoojus ja kasutatakse seda kütmiseks, parandades süsteemi üldist tõhusust. Geotermilistes energiasüsteemides saavad need labad aidata hallata maapinnast ammutatud soojusenergiat, optimeerides soojusülekande protsesse.
Rohelise ja taastuvenergia algatustes mängib heitsoojuse taaskasutamine kriitilist rolli süsiniku jalajälje vähendamisel ja energiasüsteemide jätkusuutlikkuse parandamisel. See lähenemisviis on kooskõlas säästliku tootmise põhimõtetega, parandades ressursitõhusust ja vähendades tegevuskulusid tõhusa soojusjuhtimise kaudu. Lisaks näitab selliste tehnoloogiate kasutuselevõtt ESG-projektides pühendumust keskkonnamõju minimeerimisele ja ressursside kasutamise optimeerimisele, mis on kooskõlas laiemate jätkusuutlikkuse eesmärkidega.
Soojuse taaskasutamine – seotud projektid
TunnelTechil on laialdased kogemused soojusvahetus- ja HVAC-projektide elluviimisel, mis on kavandatud heitsoojuse taaskasutamiseks jahutusega suunelabade abil. Integreerides need labad soojusvahetussüsteemidesse, mis on loodud muidu kaotsimineva soojusenergia püüdmiseks ja taaskasutamiseks, teeb TunnelTech võimalikuks heitsoojuse tõhusama taaskasutamise paljudes tööstuslikes ja kaubanduslikes protsessides. See mitte ainult ei paranda energiatõhusust, vaid toetab ka jätkusuutlikkuse eesmärke, vähendades energiatarbimist ja tegevuskulusid.
Rakendused
Meie suunelabad on kasutusel paljudes tööstusharudes ja rakendustes
HVAC-süsteemid
| Ärihooned | Õhukanalite optimeerimine; energiatõhusus; madalamad tegevuskulud; parem tervis ja ohutus tänu õhukvaliteedi ja temperatuuri tõhusale reguleerimisele |
| Elamukompleksid | Mugav elukeskkond optimaalse õhukvaliteedi ja õhuvooluga; parem tervis ja ohutus |
| Andmekeskused | Soojusjuhtimisega suunelabad hoiavad serverite jõudluseks ja elueaks vajalikku kriitilist temperatuuri ja niiskustaset |
Tsiviilehituse ventilatsioonisüsteemid
| Haiglad ja tervishoiuasutused | Vaikselt töötavad suunelabad tagavad elutähtsa õhukvaliteedi kontrolli, mis kaitseb patsiente ja personali; parem tervis ja ohutus tänu õhukvaliteedi ja temperatuuri tõhusale reguleerimisele |
| Haridusasutused | Parem õpikeskkond tänu tõhusamale õhuringlusele |
Keskkonnakontroll
| Elektroonika, biotehnoloogia, toidutehnoloogia ja muud kõrgtehnoloogilised rajatised / Puhasruumid | Temperatuuri ja niiskuse reguleerimine kõrgtehnoloogilises ja nõudlikus tootmises; kliimaseadmete suunelabad hoiavad rangeid õhuvoolustandardeid tootmises ja teadustöös |
| Spordiareenid | Mugavus ja ohutus nii sportlastele kui ka pealtvaatajatele |
Tööstuslikud ja erirakendused
| Tunnelite ehitus ja hooldus | Parem õhukvaliteet ja ohutus tunnelikeskkonnas töötavatele inimestele |
| Tööstusrajatised | Õhukanalite optimeerimine; energiatõhusus; säästev areng; madalamad tegevuskulud |
| Valukojad ja rasketööstusrajatised | Energiatõhusus; madalamad tegevuskulud; heitsoojuse taaskasutamine; dekarboniseerimine ja ESG; suure koormusega HVAC õhukanalid; soojusjuhtimine |
| Laevaehitus ja meretehnika | Parem ventilatsioon laevadel ja allveelaevadel meeskonna mugavuse ja seadmete töökindluse tagamiseks |
| Kaevandamine ja maa-alune ehitus | Hädavajalik ventilatsioon kaevandustes ja muudes maa-alustes rajatistes, mis vähendab ohtlike olukordade riski |
Kõik need rakendused saavad märkimisväärselt kasu TunnelTechi suunelabade täiustatud disainist ja funktsionaalsusest, mis tähistavad suurt edasiminekut tõhusas õhuvoolu juhtimises. Valides TunnelTechi madala takistusega suunelabad, võivad kliendid eeldada, et nad mitte ainult ei saavuta, vaid ületavad oma süsteemi jõudluseesmärke, tehes seda samal ajal
- •vähendades energiatarbimist* kuni 30%
- •vähendades müra* 60%, võrreldes tavaliste õhukanalitega.
* Eksperimentaalsed tulemused TT45 PRO tuuletunneli geomeetria puhul.
Päringute esitamiseks ja lisateabe saamiseks selle kohta, kuidas meie suunelabasid teie konkreetsetele vajadustele kohandada, palun võtke ühendust meie meeskonnaga. Laske TunnelTechil olla teie partner optimaalse õhuvoolu juhtimise saavutamisel.
Paigaldus ja hooldus
- •Mõõtmed ja spetsifikatsioonid
Enne paigaldamist kontrollige kanali mõõtmeid ja suunelabade spetsifikatsioone
- •Kinnitusvõimalused
Saadaval klamber-, polt- ja keevituskinnitusega konfiguratsioonides
- •Koorma käsitsemine
Ohutuks transportimiseks ja paigutamiseks järgige koorma käsitsemise juhiseid
- •Samm-sammuline paigaldus
Üksikasjalikud paigaldusjuhised on kaasas iga toote tarnega
- •Kontrolli ajakava
Regulaarsed visuaalsed kontrollid labade joonduse ja struktuurse terviklikkuse tagamiseks
- •Puhastusprotseduurid
Perioodiline puhastamine tolmu ja prahi kogunemise eemaldamiseks labade pindadelt
- •Kulumise jälgimine
Jälgige korrosiooni, erosiooni või mehaaniliste kahjustuste märke
- •Veaotsingu juhend
Lahendage levinud probleeme, nagu vibratsioon, müra või vähenenud õhuvoolu tõhusus
Dokumentatsioon
Tehniline teave TunnelTechi tuuletunneli nurgasektsioonide koostude ja suunelabade parameetrite kohta on saadaval põhjalikus andmelehes, mis hõlmab tooteid TTE-TSA ja TTE-TV. Dokumentatsioon sisaldab disainivõimalusi, lokaalseid takistusi horisontaalsete ja vertikaalsete 90-kraadiste pöördenurkade jaoks ning hüdraulilisi ja soojusülekande parameetreid jahutusega suunelabadele.
Laadi alla TTE-TSA andmeleht (PDF)Viited ja seotud väljaanded
Lisateavet tuuletunnelite, tööstuslike õhukanalite, HVAC-kanalite ja õhuvoolu juhtimisseadmete, ventilaatorite voolu sirgendajate jms suunelabade disaini ja optimeerimise kohta leiate allolevatelt linkidelt:
- Baals, D.D., and W.R. Corliss. Wind Tunnels of NASA. NASA; SP-440. Scientific and Technical Information Branch, National Aeronautics and Space Administration, 1981. books.google.rs
- Barlow, J.B., W.H. Rae, and A. Pope. Low-Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1999. books.google.rs
- Pope, A., and K.L. Goin. High Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1965. books.google.rs
- Idelchik, I. E. “Handbook of Hydraulic Resistance, Revised and Augmented.” Begell House, 2008. begellhouse.com
- Nikuradse, J. 1933. Strömungsgesetz in rauhen Rohren, VDI Forschungshefte 361. (Ingliskeelne tõlge: Laws of flow in rough pipes). Technical report, NACA Technical Memorandum 1292. National Advisory Commission for Aeronautics (1950), Washington, DC. ntrs.nasa.gov
- Nikuradse, J. (1931), Strömungswiderstand in rauhen Rohren. Z. angew. Math. Mech., 11: 409-411. doi.org/10.1002/zamm.19310110603
- Nikuradse, J. 1932. Laws of turbulent flow in smooth pipes (Ingliskeelne tõlge). NASA TT F-10: 359 (1966).
- Nikuradse, J. 1930. Widerstandsgesetz und Geschwindigkeitsverteilung von turbulenten Wasserströmung in glatten und rauhen Rohren, Proc. 3rd Int. Cong. Appl. Mech., Stockholm, 239-248.
- Moody, L. F. 1944. Friction factors for pipe flow. Trans. ASME, 66, 671–684. doi.org/10.1115/1.4018140
- Colebrook, C. (1939). Turbulent Flow in Pipes, with Particular Reference to the Transition Region between the Smooth and Rough Pipe Laws. Journal of the Institution of Civil Engineers, Volume 11 Issue 4, February 1939, pp. 133-156. doi.org/10.1680/ijoti.1939.13150
- Colebrook, C. F. (February 1939). “Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between smooth and rough pipe laws”. Journal of the Institution of Civil Engineers. London. Volume 12 Issue 8, October 1939, pp. 393-422. doi:10.1680/ijoti.1939.14509.
- McKeon, Beverley J., Chris J. Swanson, Mark V. Zagarola, Russell James Donnelly, and Alexander J. Smits. “Friction Factors for Smooth Pipe Flow.” Journal of Fluid Mechanics 511 (2004): 41–44. doi.org/10.1017/S0022112004009796
- Mehta R.D., Bradshaw P. Design rules for small low speed wind tunnels. The Aeronautical Journal. 1979;83(827):443-453. doi.org/10.1017/S0001924000031985
- Cattafesta, Louis, Chris Bahr, and Jose Mathew. “Fundamentals of Wind-Tunnel Design.” In Encyclopedia of Aerospace Engineering. John Wiley & Sons, Ltd, 2010. doi.org/10.1002/9780470686652.eae532
- Hurtado, J.P.; Villegas, B.; Pérez, S.; Acuña, E. Optimization Study of Guide Vanes for the Intake Fan-Duct Connection Using CFD. Processes 2021, 9, 1555. doi.org/10.3390/pr9091555 mdpi.com
- Gelder, T.F., Moore, R.D., Sanz, J.M. and McFarland, E.R. Wind tunnel turning vanes of modern design. 24th Aerospace Science Meeting. NASA Technical Memorandum, AIAA Paper 86-0044. Reno, Nevada, January 1986. semanticscholar.org
- Schirf, Collin. “Optimization of Expanding Turning Vanes by Bezier Curve Parameterization,” Master Dissertation, University of Maryland, 2019. doi.org/10.13016/5x1x-gxhz
- Almeida, Odenir De, Frederico Carnevalli De Miranda, Olivio Ferreira Neto, and Fernanda Guimarães Saad. “Low Subsonic Wind Tunnel – Design and Construction.” Journal of Aerospace Technology and Management 10 (February 26, 2018). doi.org/10.5028/jatm.v10.716
- Modi, P. P., and S. Jayanti. “Pressure Losses and Flow Maldistribution in Ducts with Sharp Bends.” Chemical Engineering Research and Design 82, no. 3 (2004): 321–31. doi.org/10.1205/026387604322870435
- Kotb, N. A. E., M. R. Mokhtarzadeh-Dehghan, and A. J. Ward-Smith. “A Numerical Study of Laminar and Turbulent Flows in a Two-dimensional Bend with or without a Guide Vane.” International Journal for Numerical Methods in Engineering 26, no. 1 (January 1988): 245–62. doi.org/10.1002/nme.1620260117
- Sahlin, A.; Johansson, A.V. Design of guide vanes for minimizing the pressure loss in sharp bends. Fluids A Fluid Dyn. 1991, 3, 1934–1940.
- Crawford, N.M.; Cunningham, G.Y. Prediction of Pressure Drop for Turbulent Fluid Flow in 90° Bends. Sage: London, UK, 2003; pp. 153–155.
- Kumar, S.; Nandi, N. Change in Flow Separation and Velocity Distribution Due to Effect of Guide Vane Installed in a 90° Pipe Bend. Mech. Eng. 2017, 21, 353–361.
Vaata ka:
- Moody diagramm: en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart
- Darcy-Weisbach: en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
- Hõõrdetegur: en.wikipedia.org/wiki/Fanning_friction_factor, en.wikipedia.org/wiki/Darcy_friction_factor_formulae
- Hõõrdekadu: en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss