Kartonkikoneen ilmanvaihto on vaativa prosessi. Energiankulutus on merkittävää, mutta muun prosessin lämmöntalteenotto vähentää kulutusta. Ilmanjako kartonkikonesaliin on tärkeää, ja CFD–simuloinnilla (Computational Fluid Dynamics, virtauslaskenta) tätä voitaisiin optimoida. Tässä työssä käytettiin Autodeskin CFD 2017 –ohjelmaa, joka sisälsi geometrian mallintamiseen työkalun Autodesk Simstudio Tools 2016 R2.

Työn tarkoituksena oli tarkastella CFD-simuloinnilla kartonkikonesalin olosuhteita. Työssä käydään ensin lyhyesti läpi paperin ja kartonkin valmistusprosessi, mitä prosessitilan ilmanvaihtoon liittyy ja miten se toteutetaan. Näin halutaan antaa perusteet prosessista lukijalle, joka ei aikaisemmin ole tutustunut paperin ja kartonkin valmistusprosessiin. CFD–simuloinnin vaiheet käydään yksinkertaistettuna läpi, koska siihen liittyvä teoria on todella monimutkaista.

CFD–simuloinnit aloitettiin testaamalla, toimiiko geometria halutulla tavalla. Kartonkikonesalin pohjakuvat olivat tiedossa, samoin salille laskettu kokonaistase. Näiden avulla rakennettiin geometrinen malli, joka simuloitiin CFD–ohjelmalla. Reunaehdot simulaatioille saatiin kokonaistaseesta. Simulaatioiden edetessä päädyttiin tekemään kolme erilaista skenaariota: normaalitilanne, tuloilman lämpötilan muuttaminen 20 °C:seen ja tuloilmalaitteiden paikkojen siirtäminen. Tärkein näistä simulaatioista saatu tulos on tuloilmanopeuden vaikutus kartonkikonesalin lämpötiloihin, varsinkin oleskeluvyöhykkeellä.

CFD–simuloinnissa geometrian onnistunut mallintaminen, laskentahilan rakentaminen ja reunaehtojen määrittäminen vaikuttavat oleellisesti simulaatioiden onnistumiseen. Näihin taas auttaa virtausopin teorian tunteminen ja käytännön kokemus.

Saatuja tuloksia ei päästy todentamaan mittauksilla, joten simulaatiot ovat puhtaasti teoreettisia.