haku: @keyword laminate / yhteensä: 3
viite: 2 / 3
| Tekijä: | Al-Hello, Aid Abdul |
| Työn nimi: | Kaivosteollisuuden teräsbetonisen reaktoritornin varren rakenteellinen optimointi |
| Structural optimization of middle part of reinforced concrete reactor tower in mining industry | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2011 |
| Sivut: | 77 + [42] Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Rakennustekniikan laitos |
| Oppiaine: | Talonrakennustekniikka (Rak-43) |
| Valvoja: | Puttonen, Jari |
| Ohjaaja: | Piironen, Jukka |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto | Arkisto |
| Avainsanat: | concrete laminate heat loads shell structure FEM Abaqus betoni lujitemuovi lämpökuormat elementtimenetelmä Abaqus-ohjelma |
| Tiivistelmä (fin): | Tarkastellun kehitteillä olevan uudenlaisen reaktoritornityypin käyttötarkoituksena on köyhien malmien hyödyntäminen nykyistä tehokkaammilla hydrometallurgisilla prosesseilla. Kaavaillun reaktoritornin kokonaiskorkeus on noin 70 metriä ja se koostuu alaosasta, varresta ja yläosasta. Tässä työssä tutkittiin tornin varren keskiosan rakenneratkaisun optimointia erityisesti lämpökuorman suhteen. Varsi on noin 42 metriä. korkea pyörähdyssymmetrinen sylinterikuori. Haasteellisin varteen kohdistuva rasitus on sisä- ja ulkotilan välinen lämpötilaero. Sisätilan lämpötila on +104 °C ja ulkotilan alhaisimmaksi lämpötilaksi on oletettu -20 °C. Vartta rasittavat myös tuulenpaine, sisäpuolisen liuoksen happamuus sekä sen aiheuttama hydrostaattinen paine. Liuoksen pH on luokkaa 1 ja tiheys 1500 kg/m3. Aiemmassa tutkimuksessa (Lena Jauhiainen 2010) on todettu, että lämpökuorma on mitoitusta ja suunnittelua määräävä kuorma tutkituissa rakennetyypeissä. Kirjallisuuskatsauksessa esitellään lämmönsiirtomekanismit ja lämpöjakaumien mitoitusmenetelmät monikerroksisissa lieriörakenteissa. Lämmönsiirtymistä tutkittiin sekä stationäärisessä että epästationäärisessä tilassa. Epästationäärinen tila syntyy reaktorin käynnistyksen- tai sammutuksen aikana. Työssä varren keskiosan rakennetta on analysoitu ja mitoitettu sekä käsilaskennalla että elementtimenetelmään perustuvalla Abaqus-laskentaohjelmalla. Tutkimuksessa käsitellyt optimoitavat mitoitusparametrit olivat sisä- ja ulkopuolinen lämmöneristys ja rakennekerrosten paksuudet. Tutkimuksen tulosten perusteella reaktoritornin varren keskiosan kantavan rakenteen optimaalinen rakenneratkaisu koostuu neljästä kerroksesta. Rakenteen kerrokset ovat sisäkerroksesta lukien: 50 mm lujitemuovi, 50 mm mineraalivilla, esijännitetty: teräsbetoni ja 50 mm polyuretaani. Tehtyjen laskelmien perusteella rakenteen sisä- että ulkopuolinen lämmöneristekerros on tarpeen pitämään sekä betonikerroksen lämpötila suositelluissa rajoissa (<= +65 °C) että betonikerroksen pintojen välinen lämpöjännityksiä aiheuttava lämpötilaero alhaisena. Rakenteeseen sijoitetuilla esijännityskaapeleilla voidaan kumota betonipoikkileikkauksen ulkopintaan syntyvät vetojännitykset. Jatkotutkimuksessa on kiinnitettävä huomiota rakenteen eri materiaalikerrosten yhteistoimintaan, reaktoritornin rakennettavuuteen ja jännittämistapaan. |
| Tiivistelmä (eng): | The purpose of researching a new type of reaction tower is to make the utilization of the poor ores more efficient by improve hydrometallurgical processes. This research is now in the development stage. The total height of the reactor is planned to be about 70 meters and it consists of lower part, arm and upper part. The arm is planned to be about 42 meter high cylindrical shell. The greatest load challenge on the arm is the temperature difference between the internal and external surfaces of the wall structure. Internal temperature is +104°C and the lowest external temperature is assumed to be -20°C. The arm has to, among other things; withstand the wind pressure, acidity of the solution inside the reactor as well as the hydrostatic pressure of the solution. Thus, the aim of this thesis is to find an optimal structure for the wall of the tower arm in particular with the response of temperature load. The acidity (PH) of the solution is a class 1 and the density of it is 1500 kg/m3. It has been found in the previous study (Lena Jauhiainen, 2010), that the heat load is the dominant load for examined structure types. The literature part of this study reviews the heat transfer mechanisms and the temperature distributions in the multi-layer cylindrical structures. Heat transfer was studied in both steady state condition and transient condition. Transient condition is generated during the reaction start-up or shutdown. The middle part dimensioning calculations contains the manual calculations and Abaqus program calculations, which based on the finite element method. The parameters of this study are to investigate the need of internal and external thermal insulations and the thicknesses of the structure layers. As a result of this study the optimal wall structure consist of four layers. The layers are as follows (from inner to outer layer): 50 mm reinforced plastic, 50 mm mineral wool, pre-stressed reinforced concrete and 50 mm polyurethane. The results of the calculations conclude that both the internal and external thermal insulations are necessary to keep the temperature of the concrete layer within the acceptable range (<= +65°C), and the temperature difference between the concrete layer surfaces, which cause temperature stress, low. It also concludes that the use of tension cables compensates the tension stresses on the external surface of the concrete layer. The further researches should pay attention to the interaction between the material layers of this structure, constructability and implementation of pre-stressing. |
| ED: | 2011-12-13 |
INSSI tietueen numero: 43219
+ lisää koriin
INSSI