Introduktion till ledskovlar
Inom hantering av luftflöden spelar utformningen av kanalhörn en nyckelroll för effektiviteten och prestandan hos ventilations- och VVS-system samt vindtunnlar. När luft tvingas genom en skarp sväng, vilket ofta är oundvikligt i kanalsystem, möter den ett ökat hydrauliskt motstånd, vilket leder till högre tryckförluster och turbulens. Detta minskar inte bara systemets effektivitet, eftersom mer energi behövs för att upprätthålla luftflödet, utan påverkar också kanalsystemets strukturella integritet genom de ojämna tryckbelastningar som utövas av turbulent flöde.
Det är här ledskovlar, även kända som styrskovlar (Fig. 1), kommer in i bilden. Ledskovlar installeras inuti hörnet och leder luften genom svängen med minimalt motstånd, vilket minskar tryckförluster och turbulens utan det extra utrymme som en mjuk radieböj kräver. Detta gör ledskovlar till en idealisk lösning för att hantera luftflöden effektivt på ett kompakt utrymme.
Fig. 1. TunnelTech hörnsektion med ledskovlar
Högpresterande hörnsektioner med ledskovlar som ett alternativ till generiska VVS-lösningar.
Det traditionella sättet att minska turbulens, tryckförlust och buller i en skarpt böjd kanal är en radieböj (Fig. 2 och Fig. 4, fall 2). Även om radieböjar delvis mildrar den turbulens, det buller och de tryckförluster som är typiska för en skarp krök (se Fig. 4, fall 1), för de med sig egna problem.
Flera konventionella VVS-kanalböjar, tillverkade av mjukt böjd plåt med bockade delningsskovlar, visas i Fig. 2 till vänster. Dessa är typiska standardvarianter som ofta används i VVS-kanalsystem, t.ex. i enlighet med kanalstandarden DW144.
Sådana kanalkomponenter är vanliga och kostnadseffektiva för små tillämpningar inom bygg- och anläggningsteknik, småföretag och VVS-system med låg effekt där energikostnaden inte är en betydande faktor. Denna design är dock inte en bra lösning för ventilations- och kylsystem i medelstora och storskaliga tillämpningar med hög kapacitet – kraftgenerering, metallurgi, turbomaskiner, värmeväxlare, återvinning av spillvärme och modern grön och förnybar energi – där hydraulisk effektivitet och energibesparingar är ett måste.
Det finns dock inget behov av att bygga en anpassad, icke-standardiserad kanal varje gång energiförbrukningen i ett hydrauliskt nätverk behöver optimeras fullt ut. Samma Figur 2, till höger, visar en variant av TunnelTechs diagonala hörnsektion med ledskovlar, som är energieffektiv, har lågt buller och låg turbulens, uppfyller branschstandarder för VVS-system och även kan användas i storskaliga, högeffektiva industriella tillämpningar. Ett exempel på en storskalig anläggning där den diagonala hörnsektionen med ledskovlar enkelt kan integreras visas i Fig. 3.
Fig. 2. Konventionell mjuk VVS-krök i mellanstorlek med en delningsskovel i plåt enligt DW144-standarden (vänster), och en högpresterande TunnelTech diagonal hörnsektion med ledskovlar för standardluftkanaler (höger).
Fig. 3. Storskaliga TunnelTech hörnsektioner med ledskovlar för luftkanaler i vindtunnlar, kraftgenerering och industriella tillämpningar.
Design av ledskovlar för att minska tryckfall, turbulens och buller
För att jämföra olika konstruktioner av hörnsektioner redovisas tryckfallen (ΔP) och CFD-simulerade flödesmönster i Fig. 4 nedan. En inloppslufthastighet på 20 m/s och en kvadratisk kanal på 2×2 m valdes som ett demonstrationsexempel. Hastigheten 20 m/s valdes eftersom professionella vertikala vindtunnlar för indoor skydiving normalt arbetar större delen av tiden i lägen där flödeshastigheten i hörnsektionen är mellan 10 och 30 m/s. CFD-beräkningar utfördes vid 1 standardatmosfär, 20 °C och noll luftfuktighet med en kompressibel gas och en adiabatisk vägg med en skrovlighet på 250 µm. Ett nät med 6 till 10 miljoner celler per domän användes. En platt inloppsprofil och 2 % turbulens applicerades vid inloppsgränsen. Turbulensen modellerades med hjälp av k-ε-modellen.
Obs: Illustrationerna i Fig. 4 är specifika exempel, presenterade enbart för att illustrera arbetsprinciperna och för att jämföra några typer av hörnsektioner med ledskovlar. De kan inte tas som generella resultat för varje användningsfall. För varje verkligt ventilationssystem eller annat hydrauliskt nätverk måste de specifika hydrauliska parametrarna, kanalens storlek och form, skrovlighet och strukturella oregelbundenheter, flödesojämnheter och exakta fysikaliska gasegenskaper beaktas vid varje beräkningspunkt. Du kan beställa en sådan beräkning för ett specifikt system genom att kontakta oss.
Följande designfall visas:
- Hörnsektion utan ledskovlar.
- Mjukt böjd hörnsektion (r = ½ av kanalens höjd) med radiellt böjda delningsskovlar. Tryckfallet beror också på antalet och geometrin hos delningsskovlarna. Exemplet visar ett minimalt antal optimalt formade delningsplåtar.
- Enkla radiellt böjda tunna plåtar (10–20 mm tjocka).
- Typiska icke-optimerade ledskovlar från våra närmaste konkurrenter.
- TunnelTech-ledskovlar (TTE-TV) med en optimerad profil.
Det största problemet med böjda kanaler som har ett litet antal enkla bockade delningsplåtar (eller inga skovlar alls) är tryck- och hastighetsfördelningen vid utloppet av hörnsektionen (Fig. 4, fall 2, se utloppstvärsnittet). Hastigheten ökar från den yttre väggen till den inre väggen i varje flödesunderkanal, vilket producerar ett ojämnt flöde, kraftig turbulens och buller. Ju mindre svängradie, desto större är risken för flödesavlossning, förvrängning av tryck- och hastighetsfälten, högre buller och högre tryckfall.
Det enda sättet att övervinna dessa problem är en stor krökningsradie för hörnsektionen och ett större antal delningsskovlar. Detta skapar ett andra problem – det extra utrymme som behövs för att rymma sådana böjar och materialkostnaden för flera böjda delningsskovlar dimensionerade efter kanalens tvärsnitt. I stora kanalsystem kan mjuka radieböjar leda till orimligt stora strukturer, vilket gör detta tillvägagångssätt opraktiskt i många fall, särskilt där utrymmet är begränsat. Det extra utrymme som behövs visas av de streckade linjerna i Fig. 4, fall 2 nedan. Höjden och bredden på varje sväng måste ökas med minst ½ av kanalstorleken. För recirkulerande vindtunnlar innebär detta att byggnadens dimensioner ökar med flera meter i varje riktning, vilket driver upp kostnaderna för kanalsystemet och kapitalinvesteringarna. Dessutom kostar varje delningsskovel lika mycket som själva kanalväggen.
Fig. 4. Hörnsektioner i kanalsystem – jämförelse av design och prestanda
Den optimala lösningen för vindtunnlar och industriell ventilation är en diagonal kaskad av ledskovlar med vingprofil, vilket visas i Figur 4, fall 3–5.
Alla CFD-bilder ovan gäller för en hörnsektion i en luftkanal med ett 2×2 m inlopp vid 20 m/s lufthastighet, som ett exempel – det fall som är mest relevant för indoor skydiving och subsoniska vindtunnlar med låg hastighet.
Figur 4, fall 3 visar en hörnsektion med enkla skovlar tillverkade av tunn bockad plåt. Fig. 4, fall 4 visar de bästa ledskovlarna som erbjuds av TunnelTechs närmaste konkurrenter. Båda har en kortare korda och en icke-optimerad vingprofil, vilket resulterar i vad som verkar vara kvarvarande ojämnheter i flödet vid sektionens utlopp, högre aerodynamiskt motstånd och mer kanalbuller. Tunna skovlar av enkel bockad plåt överskrider vanligtvis tillåtna ljudnivåer även vid låga lufthastigheter, och en tjock, kort profil med ett lågt förhållande mellan korda och tjocklek har också en mindre ytarea, vilket är en nackdel där kylda ledskovlar används för värmeöverföring.
Den nedre delen av Figur 4, fall 5 visar ett kanalhörn utrustat med högpresterande TunnelTech-ledskovlar (för beställning, se artikelnummer TTE-TV-90). Som tvärsnitten visar är flödet jämnare med korrekt profilerade skovlar, vilket innebär lägre tryckfall och låg turbulens.
Utloppets tryck-/hastighetsprofil är också mycket bättre för TunnelTechs hörnsektioner utrustade med långkordaskovlar än i de andra fallen. Resultatet är TunnelTechs oöverträffade aerodynamiska kvalitet, vilket återspeglas i många recensioner från professionella fallskärmshoppare och andra kunder.
Alla ovanstående data, inklusive kordalängd och kylningsalternativ, sammanfattas också i Tabell 1.
| Fall / Skoveltyp | ΔP (Pa) (*) | ξ (*) | Kordalängd (mm) | Kylning |
|---|---|---|---|---|
| 1. Inga skovlar, skarp sväng | 114 | 0.47 | — | Nej |
| 2. Mjukt böjd hörnsektion | 41 | 0.17 | > 2000 | Nej |
| 3. Enkla radiellt böjda tunna plåtar | 80 | 0.33 | 250–500 | Nej |
| 4. Närmaste konkurrenters ledskovlar | 88 | 0.37 | 280 | Ja |
| 5. TunnelTechs optimerade ledskovlar | 57 | 0.24 | 500 | Ja |
Den hydrauliska förlustkoefficienten för kanalens hörnsektion med TunnelTechs och konkurrenternas skovlar över hastighetsområdet upp till 100 m/s, beräknad för samma geometri och initiala förhållanden, redovisas i Fig. 5.
Mer information om hydrauliska förluster längs kanallängden, lokal förlustkoefficient och den totala hydrauliska förlustkoefficienten ges nedan.
Fig. 5. Jämförelse av TunnelTechs och konkurrenters hörnsektioner: Darcy–Weisbachs hydrauliska förlustkoefficient för samma geometri och initiala beräkningsförhållanden.
Minskning av turbulens för tillförlitliga hydrauliska och strukturella säkerhetsberäkningar
Fig. 6. TunnelTech hörnsektion med ledskovlar: turbulensskala (m) vid 20 m/s
En jämn, förutsägbar tryck-/hastighetsprofil är särskilt viktig i tillämpningar där hög turbulens eller flödesavlossning är oacceptabelt, såsom experimentella vindtunnlar, anläggningar för indoor skydiving och högeffektsinstallationer. Dessa parasitiska effekter, tillsammans med de tryckpulsationer som orsakas av flödesavlossning och storskalig turbulens, är också oacceptabla i installationer som måste vara fria från akustiskt inducerade vibrationer och där inga statiska tryckavvikelser tillåts av skäl som rör luftkanalens strukturella stabilitet. Dessutom är turbulent flöde en vanlig källa till buller, vilket ytterligare försämrar systemets övergripande prestanda och slutanvändarens komfort.
Man bör också komma ihåg att flödesojämnheter tenderar att växa och intensifieras nedströms om inte flödesriktare, honungskakor, turbulensskärmar eller andra flödesutjämnande enheter används [1-3]. Noggrann gasdynamisk analys kräver att man beräknar motståndet för varje påföljande kanalelement med den verkliga inloppstryck-/hastighetsprofilen som genereras av det föregående elementet i det hydrauliska nätverket. För långa hydrauliska nätverk är det ofta omöjligt att köra en CFD-simulering av hela systemet på grund av dess enorma storlek. I sådana fall används ungefärliga semi-empiriska beräkningar baserade på dimensionslösa flödestal och geometriska kriterier [4], eller programvara baserad på sådana metoder. På samma sätt utförs FEA-modellering av kanalens strukturella stabilitet typiskt med ett jämnt statiskt tryckfält applicerat på kanalväggarna. Kraftiga flödesojämnheter som utvecklas nedströms kan därför också införa fel i säkerhetskritiska analyser av bärande strukturer.
Ungefärliga metoder hanterar vanligtvis inte förvrängning av hastighetsprofilen vid inloppet till ett hydrauliskt nätverkselement; i bästa fall tar de hänsyn till om profilen är fullt utvecklad eller ännu inte utvecklad (enhetlig), och till gränsskiktsparametrarna. I vindtunnlar och industriella ventilationssystem kan varje sväng av flödet orsaka ojämnhet och kraftig virvelbildning, vilket introducerar osäkerhet i beräkningar av hydrauliskt motstånd för långa nätverk. Där det är möjligt bör därför stora ojämnheter i hastighetsprofilen undvikas.
Fig. 6 och resultaten ovan visar att hörnsektioner med TunnelTech-ledskovlar inte bara undviker att skapa ytterligare flödesstörningar utan också kan användas för att dämpa virvlar och ojämnheter nedströms om sektionen. En hörnsektion med TunnelTech-ledskovlar kan därför också fungera som en effektiv flödesriktare när den installeras nedströms om en axialfläkt, kanaldiffusor, värmeväxlare, testsektion, kanalförgrening eller avtappning, eller något annat turbulensgenererande element.
Lokal förlustkoefficient
Den lokala förlustkoefficienten för ett hörn kan beräknas med den välkända Darcy–Weisbach-ekvationen:
ΔP = ξ · ρ · v² / 2
Där:
- ΔP – total tryckförlust (tryckfall) i Pa;
- ξ – lokal förlustkoefficient (Darcy–Weisbach);
- ρ – fluidens densitet (kg/m³);
- V – fluidens hastighet vid inloppstvärsnittet (m/s).
Dessa parametrar, som bestämmer luftkanalens energieffektivitet, beror starkt på ledskovlarnas design.
Enligt [4] kan det totala motståndet för ett komplext hydrauliskt element representeras som summan av friktionsmotståndet längs dess längd ξL och det lokala motståndet ξ0:
ξSUM = ξL + ξ0
För en rak luftkanal är längdmotståndet proportionellt mot längden och omvänt proportionellt mot den hydrauliska diametern, vilket uttrycks av formeln:
ξL = (L / D) · f
där f är Darcys friktionsfaktor.
För enkelt formade kanaler (t.ex. cirkulära, kvadratiska, sexkantiga) kan f uttryckas som en icke-linjär funktion av enbart Reynolds tal – se Kapitel 2 i [4] eller https://en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
Friktionsfaktorn f för ett enkelt runt rör (cirkulär kanal) med släta väggar, en fullt utvecklad flödesprofil vid inloppet och en turbulent regim (Reynolds tal Re > 4×103) kan beräknas med formeln:
f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²
För verkliga kanaler måste även väggskrovligheten beaktas.
Fig. 7 nedan visar ett diagram över Darcys friktionsfaktor kontra Reynolds tal Re för olika värden på relativ väggskrovlighet, först publicerad av Nikuradse i [5-8]. Denna graf är också känd som Moody-diagrammet [9] eller Colebrook–White-korrelationen [10-11]. En nyare studie av släta rör finns i [12].
Diagrammet visar det komplexa beroendet f(Re) för ett runt rör med olika skrovlighetsvärden. För kvadratiska och andra icke-cirkulära kanaler är diagrammet ännu mer komplicerat. Flödesregimen (Reynolds tal), kanalens form och den relativa väggskrovligheten måste därför alla beaktas.
Fig. 7. Moody-diagram (även kallat Nikuradse-diagram) som visar Darcys friktionsfaktor fD plottad mot Reynolds tal Re för olika värden på relativ skrovlighet – Ursprungligt diagram: S. Beck och R. Collins, University of Sheffield, delat under CC BY-SA 4.0, wikimedia.org
För verkliga, skrovliga kanaler är det fortfarande möjligt att representera det totala motståndet som summan ξSUM = ξL + ξ0 av längdmotståndet och det lokala motståndet.
Att dela upp motståndet i denna summa förenklar studien av kanalparametrar, eftersom det lokala motståndet ξ0 kan beräknas för en förenklad elementgeometri – till exempel med en periodisk formulering av problemet på en mindre beräkningsdomän, eller i en 2D-formulering. Notera storleken på beräkningsdomänen i exemplen som visas i Fig. 4 – sektionen är 3 m hög och 18 m lång, och adekvat nätkonvergens börjar först över 10 miljoner nätelement. En periodisk eller 2D-formulering av samma fall skulle kunna använda en storleksordning färre nätelement, och den förenklade beräkningen av varje hastighetspunkt på ΔP(v)-kurvan skulle ta minuter eller till och med sekunder snarare än timmar.
Att dela upp motståndet i två komponenter kan därför avsevärt förenkla beräkningarna – det lokala motståndet ξ0 bestäms snabbt, och längdmotståndet ξL adderas sedan. Det senare kan uppskattas snabbt från publicerade tabeller eller genom ungefärliga formler baserade på dimensionslösa tal och kanalens geometriparametrar. För hydrauliska element och kanalnätverkselement med abrupta förändringar i flödesriktningen (vinklade krökar, mjuka böjar, böjar med olika vinklar med och utan ledskovlar) presenteras ett liknande tillvägagångssätt och metod i kapitel 6-1 och 6-2 i den omfattande Handbook of Hydraulic Resistance [4].
Tekniska specifikationer
Omfattande tekniska data för exakt konstruktion och prestandaberäkningar.
Integrerad kylteknik
Våra ledskovlar revolutionerar tunneldesign och har integrerade interna kylkanaler – vilket levererar överlägsen värmeväxlingseffektivitet utan att kompromissa med luftflödeskvaliteten.
- Massiv värmeavledningskapacitet, skalbar från hundratals kilowatt till tiotals megawatt.
- Effektiv termisk hantering med noll negativ inverkan på luftflödesturbulens eller strömningskvalitet.
- Konstruerad med sex integrerade interna kylkanaler per skovel för maximal termisk effektivitet
- Sömlös integration med standardiserade industriella vattenkylningsinfrastrukturer
Produkthöjdpunkter
TunnelTechs ledskovlar för luftflöden (produkt TTE-TV) ligger i framkant av denna teknik och erbjuder oöverträffad effektivitet inom hantering av luftflöden. Våra produkter är designade för ett brett spektrum av tillämpningar, från anläggningar för indoor skydiving och vindtunnlar till VVS- och ventilationssystem, och förkroppsligar den senaste aerodynamiska designen och energieffektiviteten.
Prestanda för hörnsektioner med ledskovlar i luftkanaler
TunnelTechs högpresterande ledskovlar sätter branschstandarden för effekt och aerodynamisk effektivitet. Våra energibesparande ledskovlar är konstruerade för att minimera aerodynamiska förluster, säkerställa ett jämnt luftflöde och minska energiförbrukningen.
TunnelTechs ledskovlar har utmärkta lokala förlustegenskaper i luftkanaler. Motståndsparametrarna, beräknade med Darcy–Weisbach-ekvationen enligt beskrivningen ovan, presenteras i figurerna nedan (se Fig. 8) och i databladet för ledskovlar.
I allmänhet, där kanalstorleken är okänd, ges värden för ett idealiserat element med periodiska laterala randvillkor, utan att ta hänsyn till den extra väggfriktionen längs längden, skrovlighet eller andra lokala parametrar. Fig. 8 ger värdena för ett idealiserat hörnelement med TunnelTech-skovlar, beräknat för en stapel av 15 skovlar med periodiska randvillkor som en approximation av en oändlig periodisk kaskad.
Fig. 8. TunnelTech ledskovel: lokal förlustkoefficient och motsvarande tryckfall.
Om VVS-systemet eller annat hydrauliskt system består av kanaler vars flödestvärsnitt i allmänhet inte förändras längs flödesvägen, är det bekvämt för ungefärliga beräkningar att uppskatta motståndet per längdenhet (vilket naturligtvis måste uppskattas över hela hastighetsområdet):
KL = ξL / L = f / Dh
där Dh är kanalens hydrauliska diameter. Värdet på KL är lätt att bestämma från referensböcker, som diskuterats ovan. Genom att multiplicera det med längden och addera de lokala förlustvärdena ξ0 hämtade från datablad eller beräknade oberoende, får man en snabb uppskattning av den totala tryckförlusten i systemet.
ξSUM = KL · L + ξ0
De illustrativa exemplen i Fig. 4 – en kvadratisk kanal på 2×2 m med de gasparametrar och den skrovlighet som användes i beräkningen – har ett motstånd per längdenhet i storleksordningen KL = ξL / L ~ 2,1 Pa. Detta värde gäller för en vanlig kvadratisk kanal utan böjar, skovlar eller annan intern utrustning. Över de hela 21 m som luften färdas längs kanalen ger detta ett tryckfall på ~44 Pa. Genom att addera värdet från Fig. 8 (11 Pa vid 20 m/s, hämtat från databladet för ledskovlar, Tabell A.2.1) får man ett totalt motstånd på 55 Pa för en verklig 2×2 m kanalsektion med ledskovlar. Detta värde stämmer väl överens med det värde som visas i Fig. 4, fall 5.
Mer information om ungefärliga metoder för att beräkna motståndet i kanaler av valfri form utan CFD finns i [4] och liknande litteratur.
Obs: Exemplen i Fig. 4 är endast ett specialfall som demonstrerar hur ledskovlarna fungerar och kan inte användas för att utvärdera en godtycklig kanal. Figur 8 är mer allmängiltig, men de specifika parametrarna för kundens kanal måste fortfarande beaktas. Varje system kräver en detaljerad analys, som du kan beställa från TunnelTech. För en noggrann beräkning av kanalens hydrauliska motstånd och en expertbedömning av energiförbrukningen för din ventilations- eller vindtunnelutrustning, vänligen kontakta oss.
Ytterligare information om våra tjänster och FoU finns på sidan Teknik och i avsnittet Tjänster.
Ledskovlar för industriell kylning och uppvärmning
Unikt bland ledskovlar för industriella luftkanaler är att våra produkter kan cirkulera kylvätska med högt flöde, vilket gör att luften kan kylas eller värmas effektivt när den passerar genom kanalen. Detta öppnar upp nya möjligheter inom värmereglering – ledskovlar för inomhusklimatkontroll och värmeväxlare med lågt motstånd i kanalen – vilket ger våra kunder mångsidiga lösningar för deras luftflödesbehov.
Klassificerade med hjälp av HTCL-metoden (värmeöverföringskoefficient per linjär meter), som kvantifierar värmeflödet (i watt) per meter ledskovellängd per kelvin av logaritmisk medeltemperaturskillnad (ΔTLMTD) mellan den yttre luften och skovelns kylvätska, är våra ledskovlar konstruerade för effektiv värmeöverföring över en rad olika luftflödesförhållanden, vilket garanterar stabil prestanda och temperaturreglering.
Värmeöverföringskoefficientparametrar för de vattenkylda ledskovlarna presenteras i Fig. 9 för både torr och fuktig luft, där ΔP [kPa] är vattentrycksskillnaden mellan inlopps- och utloppsportarna på skoveln (blått och rött i Fig. 10).
Fig. 10. Kylkanaler i ledskovlar
Fig. 9. HTCL-koefficient. Torr (RH = 0 %) och fuktig luft (RH = 90 % vid 30 °C) vid olika tryckskillnader för kylvätska (vatten) mellan inlopps- och utloppsportarna för kylkanalen.
Ledskovlar för återvinning av spillvärme
Kylda ledskovlar med integrerade värmeväxlarkanaler erbjuder en mångsidig lösning för återvinning av spillvärme i en mängd olika tillämpningar. Integrerade i värmeväxlarsystem kan dessa skovlar fånga upp överskott av termisk energi som annars skulle gå förlorad och överföra den till värmeåtervinningssystem, vilket avsevärt förbättrar systemets totala effektivitet.
I praktiken kan denna teknik användas inom många områden. I industriella processer kan till exempel kylda ledskovlar återvinna spillvärme från avgaser och använda den för att förvärma inkommande vätskor eller luft, vilket minskar energiförbrukningen. I VVS-system tillämpas samma princip i enheter som värmeåtervinningsventilatorer (HRV) och energiåtervinningsventilatorer (ERV), som överför värme mellan frånlufts- och tilluftsströmmarna. Detta minimerar den energi som behövs för att värma eller kyla inkommande luft, vilket leder till betydande energibesparingar.
Kylda ledskovlar kan också integreras i kraftgenerering och förnybara energisystem. I kraftvärmeverk (CHP) återvinns till exempel spillvärme från elproduktionen och används för uppvärmning, vilket förbättrar systemets totala effektivitet. I geotermiska energisystem kan dessa skovlar hjälpa till att hantera den termiska energin som utvinns från marken och optimera värmeöverföringsprocesserna.
Inom gröna och förnybara energiinitiativ spelar återvinning av spillvärme en avgörande roll för att minska koldioxidavtryck och förbättra energisystemens hållbarhet. Tillvägagångssättet ligger i linje med principerna för resurssnål tillverkning (lean manufacturing), vilket förbättrar resurseffektiviteten och minskar driftskostnaderna genom effektiv värmehantering. I ESG-projekt visar dessutom införandet av sådan teknik ett engagemang för att minimera miljöpåverkan och optimera resursanvändningen, i linje med bredare hållbarhetsmål.
Värmeåtervinning – Relaterade projekt
TunnelTech har omfattande erfarenhet av att leverera värmeväxlar- och VVS-projekt utformade för återvinning av spillvärme med kylda ledskovlar. Genom att integrera dessa skovlar i värmeväxlarsystem som är konstruerade för att fånga upp och återanvända termisk energi som annars skulle gå förlorad, gör TunnelTech det möjligt att återvinna spillvärme mer effektivt från ett brett spektrum av industriella och kommersiella processer. Detta förbättrar inte bara energieffektiviteten utan stöder också hållbarhetsmål genom att minska energiförbrukningen och driftskostnaderna.
Tillämpningar
Våra ledskovlar betjänar ett brett spektrum av branscher och tillämpningar
VVS-system
| Kommersiella fastigheter | Optimering av kanalsystem; energieffektivitet; lägre driftskostnader; bättre hälsa och säkerhet genom effektiv kontroll av luftkvalitet och temperatur |
| Bostadskomplex | Bekväma boendemiljöer med optimal luftkvalitet och luftflöde; bättre hälsa och säkerhet |
| Datacenter | Ledskovlar för värmehantering upprätthåller de kritiska temperatur- och fuktighetsnivåer som krävs för servrars prestanda och livslängd |
Ventilationssystem för bygg- och anläggningsteknik
| Sjukhus och vårdinrättningar | Tystgående ledskovlar ger den livsviktiga luftkvalitetskontroll som skyddar patienter och personal; bättre hälsa och säkerhet genom effektiv kontroll av luftkvalitet och temperatur |
| Utbildningsinstitutioner | Bättre inlärningsmiljöer genom förbättrad luftcirkulation |
Miljökontroll
| Elektronik, bioteknik, livsmedelsteknik och andra högteknologiska anläggningar / Renrum | Temperatur- och fuktighetskontroll för högteknologisk och krävande produktion; luftkonditionerande ledskovlar upprätthåller stränga krav på luftflöden för tillverkning och forskning |
| Idrottsarenor | Komfort och säkerhet för både idrottare och åskådare |
Industriella och specialiserade tillämpningar
| Tunnelbygge och underhåll | Bättre luftkvalitet och säkerhet för arbetare i tunnelmiljöer |
| Industrianläggningar | Optimering av kanalsystem; energieffektivitet; hållbar utveckling; lägre driftskostnader |
| Gjuterier och tung industri | Energieffektivitet; lägre driftskostnader; återvinning av spillvärme; koldioxidminskning och ESG; kraftiga VVS-luftkanaler; värmehantering |
| Marinteknik | Förbättrad ventilation på fartyg och ubåtar för besättningens komfort och utrustningens tillförlitlighet |
| Gruvdrift och underjordskonstruktion | Livsviktig ventilation för gruvor och andra underjordiska strukturer, vilket minskar risken för farliga förhållanden |
Var och en av dessa tillämpningar drar stor nytta av den avancerade designen och funktionaliteten hos TunnelTechs ledskovlar, vilket markerar ett stort steg framåt inom effektiv hantering av luftflöden. Genom att välja TunnelTechs ledskovlar med lågt luftmotstånd kan kunderna förvänta sig att inte bara uppfylla utan överträffa sina systemprestandamål, samtidigt som de
- •minskar energiförbrukningen* med upp till 30 %
- •minskar bullret* med 60 %, jämfört med konventionella luftkanaler.
* Experimentella resultat för vindtunnelgeometrin TT45 PRO.
För förfrågningar och mer information om hur våra ledskovlar kan skräddarsys efter dina specifika behov, vänligen kontakta vårt team. Låt TunnelTech bli din partner för att uppnå optimal hantering av luftflöden.
Installation och underhåll
- •Dimensioner och specifikationer
Kontrollera kanalens dimensioner och ledskovlarnas specifikationer före installation
- •Monteringsalternativ
Finns i konfigurationer för fastklämning, fastskruvning och svetsning
- •Lasthantering
Följ riktlinjerna för lasthantering för säker transport och positionering
- •Steg-för-steg-installation
Detaljerade installationsanvisningar medföljer varje produktleverans
- •Inspektionsschema
Regelbundna visuella inspektioner för att säkerställa skovlarnas inriktning och strukturella integritet
- •Rengöringsrutiner
Regelbunden rengöring för att avlägsna damm och smuts på skovlarnas ytor
- •Övervakning av slitage
Övervaka tecken på korrosion, erosion eller mekaniska skador
- •Felsökningsguide
Åtgärda vanliga problem såsom vibrationer, buller eller minskad luftflödeseffektivitet
Dokumentation
Teknisk information om TunnelTechs hörnsektioner för vindtunnlar och parametrar för ledskovlar finns tillgänglig i ett omfattande datablad som täcker produkterna TTE-TSA och TTE-TV. Dokumentationen inkluderar designalternativ, lokala förluster för horisontella och vertikala 90-graders hörnsektioner, samt hydrauliska och värmeöverförande parametrar för kylda ledskovlar.
Ladda ner TTE-TSA datablad (PDF)Referenser och relaterade publikationer
Ytterligare information om design och optimering av ledskovlar för vindtunnlar, industriella kanalsystem, VVS-kanaler och utrustning för hantering av luftflöden, flödesriktare för fläktar etc. finns på länkarna nedan:
- Baals, D.D., och 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, och A. Pope. Low-Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1999. books.google.rs
- Pope, A., och 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. (Engelsk översättning: Laws of flow in rough pipes). Teknisk rapport, 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 (Engelsk översättning). 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, och 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, och Jose Mathew. “Fundamentals of Wind-Tunnel Design.” I 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. och 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, och 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., och 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, och 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.
Se även:
- Moody-diagram: en.wikipedia.org/wiki/Moody_chart
- Darcy–Weisbach: en.wikipedia.org/wiki/Darcy–Weisbach_equation
- Friktionsfaktor: en.wikipedia.org/wiki/Fanning_friction_factor, en.wikipedia.org/wiki/Darcy_friction_factor_formulae
- Friktionsförlust: en.wikipedia.org/wiki/Friction_loss