Traktorin ikkunapintojen huurtumisen CFD-mallintaminen Fluid Film -menetelmällä
Kujanpää, Riina (2025-03-18)
R. Kujanpää
18.03.2025
© 2025 Riina Kujanpää. Ellei toisin mainita, uudelleenkäyttö on sallittu Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0) -lisenssillä (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Uudelleenkäyttö on sallittua edellyttäen, että lähde mainitaan asianmukaisesti ja mahdolliset muutokset merkitään. Sellaisten osien käyttö tai jäljentäminen, jotka eivät ole tekijän tai tekijöiden omaisuutta, saattaa edellyttää lupaa suoraan asianomaisilta oikeudenhaltijoilta.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202503182091
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202503182091
Tiivistelmä
Tämä diplomityö käsittelee traktorin ohjaamon ikkunapintojen huurtumisen CFDmallintamista Fluid Film -menetelmällä. Työn tavoitteena oli selvittää huurtumiseen vaikuttavien tekijöiden merkitystä, ja luoda Valtra-traktorin ohjaamon ikkunapintojen huurtumista kuvaava CFD-simulaatiomalli. Työ koostuu huurtumista ja siihen liittyviä ilmiöitä käsittelevästä kirjallisuusselvityksestä sekä mallinnusosiosta, joka keskittyy traktorin ikkunapintojen huurtumisen mallinnuksen menetelmäkehitykseen. Työn toimeksiantajana toimi Valtra Oy Ab.
Työn mallinnusosiossa rakennettiin ohjaamon ikkunapintojen huurtumista kuvaava simulaatiomalli Siemensin Simcenter STAR-CCM+ -ohjelmistoa käyttäen. Huurtumisen simulointi toteutettiin ohuen nestefilmin liikkeitä kuvaavan Fluid Film -mallin avulla. Ikkunapintojen huurtumisen todettiin johtuvan pääasiassa ikkunoiden alhaisista lämpötiloista ja riittämättömästä ilmavirtauksesta niiden läheisyydessä. Ohjaamon ilmavirtausten todettiin olevan kaikkein heikoimpia vasemman sivuikkunan pinnalla, jolla huurtumisongelmaa on havaittu esiintyvän eniten.
Huurtumisongelman ratkaisemiseksi ehdotettiin ilmavirran tehokkaampaa ohjaamista ikkunapinnoille niiden lämpötilan nostamiseksi kastepisteen yläpuolelle. Yhdeksi ikkunapintojen ilmanvaihtoa parantavaksi toimeksi ehdotettiin suuttimien virtausjakauman tasaamista. Työn tuloksena saatua simulaatiomallia voidaan hyödyntää ilmanvaihdon tehostamiseen, jotta huurtuminen saataisiin minimoitua ohjaamon ikkunapinnoilla.
Työn mallinnusosiossa rakennettiin ohjaamon ikkunapintojen huurtumista kuvaava simulaatiomalli Siemensin Simcenter STAR-CCM+ -ohjelmistoa käyttäen. Huurtumisen simulointi toteutettiin ohuen nestefilmin liikkeitä kuvaavan Fluid Film -mallin avulla. Ikkunapintojen huurtumisen todettiin johtuvan pääasiassa ikkunoiden alhaisista lämpötiloista ja riittämättömästä ilmavirtauksesta niiden läheisyydessä. Ohjaamon ilmavirtausten todettiin olevan kaikkein heikoimpia vasemman sivuikkunan pinnalla, jolla huurtumisongelmaa on havaittu esiintyvän eniten.
Huurtumisongelman ratkaisemiseksi ehdotettiin ilmavirran tehokkaampaa ohjaamista ikkunapinnoille niiden lämpötilan nostamiseksi kastepisteen yläpuolelle. Yhdeksi ikkunapintojen ilmanvaihtoa parantavaksi toimeksi ehdotettiin suuttimien virtausjakauman tasaamista. Työn tuloksena saatua simulaatiomallia voidaan hyödyntää ilmanvaihdon tehostamiseen, jotta huurtuminen saataisiin minimoitua ohjaamon ikkunapinnoilla.
Kokoelmat
- Avoin saatavuus [42497]
Ellei muuten mainita, aineiston lisenssi on https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/