Väitös energiatekniikan alalta, TkL Ari Kankkunen
Mustalipeän ruiskutustavan vaikutus pisarako- koon ja suihkun nopeuteen.
Tekniikan lisensiaatti Ari Kankkunen väittelee 29.6.2018 klo 12 väittelee Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulussa, konetekniikan laitoksella, aiheesta Ruiskutusolosuhteiden ja kiehumisen vaikutus mustalipeän pisaranmuodostukseen. Väitöskirjan nimi on englanniksi The Effect of Flashing and Spraying Conditions on Black Liquor Droplet Formation. Väitöksen ala on energiatekniikka (polttotekniikka, soodakattilat)
Mustalipeän ruiskutuksen hallinta on oleellista soodakattilan tehokkaan toiminnan varmistamiseksi. Väitöstyössä tutkittiin kokeellisesti matala- ja korkeakuiva-aineisen mustalipeän ruiskutusta. Etenkin uudemmilla sellutehtailla lipeää ruiskutetaan kiehumispistettä korkeammissa lämpötiloissa, jolloin ruiskutuksen hallinta vaikeutuu.
Tutkimus toteutettiin käyttäen teollisuuskokoluokan lusikkasuuttimia ruiskutuksen tapahtuessa joko erilaisissa ruiskutuskammioissa tai soodakattilan tulipesässä. Ruiskutuskammioissa mitattiin pisarakoko, pisarakokojakauma ja suihkun nopeus kahdelle yleisimmin käytetylle ruiskutyypille.
Mustalipeän lämpötila ja massavirta vastasivat teollisten prosessien arvoja ko. tehtailla. Lisäksi tutkittiin tulipesäendoskooppien avulla suihkun nopeutta, mustalipeäkalvon hajoamismekanismeja ja pisarakokoja tulipesissä.
Mitatuista nopeuksista muodostettiin dimensiottomia nopeuksia, jolloin massavuon ja mustalipeän ylilämpötilan avulla voitiin muodostaa suihkun nopeuskäyrästöjä pisarasuihkun nopeuden arvioimiseksi eri ruiskutustilanteissa.
Kokeellisesti mitatut pisarakoot, pisarakokojakaumat ja suihkun nopeudet ovat oleellisia lähtötietoja tulipesämallinnuksessa. Tietoja voidaan käyttää esimerkiksi aiempaa tehokkaampien, edullisempien ja ympäristöystävällisempien soodakattiloiden kehittämiseen. Soodakattilaoperaattorit voivat hyödyntää tuloksia soodakattilan keon, päästöjen ja likaantumisen parempaan hallitsemiseen.
Väitöstilaisuuden paikka: K1-rakennus, sali 216, Otakaari 4, Espoo
Vastaväittäjät: Professori Andy Jones, International Paper, USA, ja professori Danny Tandra, Glyde Bergeman, Kanada
Valvoja: Professori Mika Järvinen, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, konetekniikan laitos
Väitöskirjan verkko-osoite: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/49
Väittelijän yhteystiedot: Ari Kankkunen, puh. 050 414 6003, ari.kankkunen@aalto.fi