Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorNæss, Erling
dc.contributor.advisorMoe, Per Thomas
dc.contributor.authorNordhus, Per Erik
dc.date.created2010-07-16
dc.date.issued2010
dc.identifierntnudaim:5673
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2400826
dc.description.abstractAvhandlingen beskriver viktige faktorer som må evalueres når kjølemediene skal velges og diskuterer de best egnede kjølemediene. Teoretisk viser karbondioksid ? tett etterfulgt av nitrogen ? seg som det best egnede kjølemediet. Fluidet er tenkt å sprayes på som en tofaseblanding av væske og gass. Gass benyttes for å oppnå mest effektiv kjøling i forhold til mengde kjølemedium brukt. I teorien kan dråpestørrelsen optimaliseres slik at dråpene fordamper på kjøleflaten. I løpet av arbeidet er det bygget to testrigger. For å spare tid ble det valgt å kjøre transiente forsøk. Den første testriggen er laget for å undersøke kjøleeffekten i enfase gassforsøk. Denne er laget med tanke på å kvantifisere dagens kjølemetode. Den andre riggen er en mer komplisert rigg hvor både gass og væske sprayes på kjøleflaten. Riggene er laget med tanke på å beregne varmeovergangstall etter som forsøksparametere endres. Dyseavstand, størrelsen på kjøleflaten, gass- og eventuelt væskemengder varieres som parametere. En komplett beskrivelse av metoden for beregning av varmeovergangstallene er laget. Gauss? feilforplantingslov er benyttet for å beregne usikkerheter i resultatene. Det er også gjort en kort gjennomgang av hvordan rådataen er komprimert og hvilke feilkilder som er tilstedet. I prosjekteringsfasen av riggene har alle elementer blitt evaluert. Kjøleflates og isolasjons geometri- og materialvalg er grundig gjennomgått, og valg av riggenes komponenter presenteres. Det er kjørt forsøk for å støtte opp under isolasjon og kjøleflatens geometri- og materialvalg. Gjennom forsøk ble responstiden til det benyttede termoelementet satt til 0,3 s. I forsøkene vil det forekomme uønskede varmetap og disse må trekkes fra det totale varmetapet. Det er laget varmetapskorrelasjoner som representerer disse tapene og gjør det mulig å beregne nedkjølingen skapt av kjølemediet. Enfase forsøkene gav overraskende gode resultater. De beste resultatene ble oppnådd ved den minste dyseavstanden (10 mm), de høyeste trykkene (7 barg) og den minste kjøleflaten (D = 20 mm). Det høyeste varmeovergangstallet oppnådd ble 2267 W/m^2*K. Den mest effektive kjølingen per kjølemedium brukt, ble oppnådd ved lavest trykk (3 barg) og den minste dyseavstanden. Tofase forsøkene gav også svært gode resultater. Det høyeste varmeovergangstallet ble 16086 W/m^2*K og ble oppnådd ved høy dyseavstand (40 mm), lav gassmengde (165 nl/min) og høy vannmengde (10 kg/time). Dette motstrider med teorien. Antagelig kommer dette av at kjølemediet ? ved de nevnte parameterne ? dekker større deler av kjøleflaten enn ved parameterne som burde har gitt de beste resultatene. I senere forsøk burde bedre tilpassede dyser benyttes slik at spraymønsteret dekker hele kjøleflaten til en hver tid. Det er kjørt nummeriske beregninger for å undersøke hvor effektiv kjøleeffekten må være i en virkelig kjøleprosess. I de nummeriske beregningene er det brukt stålrør av typen AISI 4340 med en tykkelse på 10 mm. Kjøles røret fra utsiden med et kjølemedium på 15C, vil varmeovergangstallet måtte være om lag 4000 W/m^2*K for å kunne oppnå en kjølehastighet på 60 K/s ved 400C. Ved å kjøle røret fra innsiden med lavere temperatur på kjølemediet, vil det la seg gjøre å oppnå kjølekravet ved utvendig varmeovergangstall på om lag 2000 W/m^2*K .
dc.languagenob
dc.publisherNTNU
dc.subjectProduktutvikling og produksjon, Energi-, prosess- og strømningsteknikk
dc.titleKjølemetode for varmetransport i sveiseprosesser
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

Thumbnail
Thumbnail
Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel