liu.seSearch for publications in DiVA
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Matematisk modellering av industriell luftridå: En jämförelse av effektivitet och elprisets påverkan av driftskostnader
Linköping University, Department of Mechanical Engineering.
2006 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Magister), 20 points / 30 hpStudent thesisAlternative title
Mathematical Modeling of Industrial Air Curtain : A comparison of efficiency and the electricity price’s affect on running costs (English)
Abstract [sv]

Det svenska elpriset har de senaste åren stigit kraftigt och förutspås öka ytterliggare under kommande år. Huvudorsaken är avregleringen av den europeiska elmarknaden som påbörjats. Detta har medfört att svenska företag börjat intressera sig för att minska sin elanvändning och på så sätt bevara sin konkurrenskraft gentemot företag på kontinenten. Ett vanligt sätt för att spara energi är att installera en luftridå vid en dörr eller port mot angränsande lokal eller omgivning med annan temperatur. Genom att rikta plana luft¬strömmar med hög hastighet vid porten reduceras möjligheten för de olika luftvolymerna att blandas. Luftridån skyddar därmed mot drag och bevarar lokalens ursprungliga temperatur vilket förbättrar den termiska komforten. En väl fungerande luftridå fyller därmed dubbla funktioner.

Den här rapporten är ett examensarbete utförts för Boxholm Stål i samarbete med avdelningen Energisystem, IKP, Linköpings tekniska högskola. Uppgiften är att undersöka flödet och effektiviteten hos en luftridå på en industriell port vid Boxholm Stål. Genom att konstruera en simuleringsmodell baserad på luftridån och validera den ska effektiviteten beräknas. Vidare kommer modellen modifieras för att skapa alternativa konfigurationer vilkas effektivitet kan jämföras med den ursprungliga modellen. Arbetet ska även ge kunskap om hur ett framtida elpris kommer att påverka energikostnaden för driften av luftridån.

För att utföra dessa beräkningar användes ett verktyg för matematisk modellering av strömning, CFD. Programvarorna Gambit och Fluent har använts för att skapa modellerna samt utföra och presentera de numeriska beräkningarna.

Resultaten visar att en väl konfigurerad luftridå kan både förbättra arbetsklimatet och minska driftkostnader för uppvärmning av lokalen. Jämförelser mellan modellerna visar på stor skillnad i effektivitet beroende på luftridåns placering i förhållande till porten samt den vinkel som luften blåses från inloppet. Enbart genom att modifiera vinkeln för det befintliga inloppet kan driftkostnaderna reduceras med över 60 % jämfört med en oskyddad port utan luftridå.

Elprisets påverkan av driftskostnaderna är mycket stor då en dåligt konfigurerad luftridå drar ut stora mängder luft ur lokalen som måste ersättas med uppvärmd luft. En modifierad vinkel på luftridån kan minska driftkostnaderna trots ett framtida ökat elpris.

För en luftridå placerad ovanför porten är inloppets vinkel av större betydelse än lufthastigheten. Den optimala vinkeln för inloppet ligger mellan 20 och 30 grader oberoende av en lufthastighet.

Abstract [en]

The Swedish electricity price has rapidly increased during the last years and is predicted to further increase in the coming years. The main reason is the deregulation of the European electricity market which has begun. As a result Swedish companies have become interested in decreasing their use of electricity to maintain their competitiveness towards foreign companies. A common way to save electricity is to install an air curtain at a door or gate between an adjacent premises or surroundings with different temperature. By aiming plane jets with high velocity at the gate, the different air volumes possibility to mix is reduced. The air curtain therefore protects against draft and maintains the temperature of the premises which improves the thermal comfort. An air curtain working properly can both improve working environment and save energy.

This report is a final thesis performed for Boxholm Stål in cooperations with the department of energy systems, IKP, Linköping University. The main goal is to examine the flow and efficiency of an air curtain for an industrial gate at Boxholm Stål. By developing and validating a simulation model based on a real air curtain, the efficiency can be estimated. Furthermore, the model will be modified to create alternative configurations which will be compared with the original model. The thesis will also bring knowledge of how a future electricity price will affect the energy costs for operating the air curtain.

To perform these calculations, CFD, a tool for mathematical modeling of fluids was used. The computer programs Gambit and Fluent were used to create the models, perform and present the numerical calculations.

The result shows that an air curtain working correctly can both improve the working conditions and reduce the operating costs for heating the premises. Comparisons between the models show large differences in efficiency depending of the positions of the air curtain relative to the gate and the angle at which the air is ejected from the inlet. Solely by modifying the angle for the existing inlet, the operating costs can be reduced by over 60 % compared to a gate without an air curtain.

The electricity price’s influence on the operating costs is very large since a poorly operating air curtain is pulling large quantities of air, from the premises to the surroundings, which has to be replaced by heated outdoor air. A modified angle on the air curtain can reduce the operating costs even for a higher electricity price in the future.

For an air curtain placed above the gate, the angle of the inlet is of greater importance than the air velocity. The optimal angle for the inlet is between 20 and 30 degrees independent of the air velocity.

Place, publisher, year, edition, pages
Institutionen för konstruktions- och produktionsteknik , 2006. , 59 p.
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-7347ISRN: LITH-IKP-EX--06/2387--SEOAI: oai:DiVA.org:liu-7347DiVA: diva2:22359
Presentation
2006-09-05, IKP 3 (PSYS), A-huset, Hans Meijers väg, Linköping, 10:15
Uppsok
teknik
Examiners
Available from: 2006-11-02 Created: 2006-11-02

Open Access in DiVA

fulltext(2386 kB)1413 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2386 kBChecksum SHA-1
1c01380c4db26c18bb38c26ecc9740546d34e6febc98385d349ab053ddec64ce5937f7ce
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Mechanical Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1413 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 784 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf