Jossain metallisissa tehtaan- tai lämpövoimalan piipuissa on metallinen kierre yläosassa ulkopuolella. Jotkut sanovat sen vähentävän jotain haitallista värähtelyä, jonka tuuli aiheuttaa. Omasta mielestäni kyse ei ole niinkään värinästä, vaan siitä, että piippua kohti puhaltava vaakasuora tuuli muuttuu pystysuoraksi voimaksi eikä kaada piippua vaan liukuu piipun ympäri spiraalin ansiosta ja menee pois taivaalle.
Kierre savupiipun ympärillä
tietoukkotaas
314929
0Äänestä
Muut lukivat myös
Odottaa vastausta
Näihin keskusteluihin ei ole vielä vastattu. Ole ensimmäinen.
Vastaukset 31
Vanhimmat
Kyllä se kierre piipuissa nimenomaan estää tuulesta johtuvan piipun haitallisen värähtelyn (omalla ominaistaajuudellaan). Toiki sillä voi olla joitain sivuvaikutuksia myös.
Kun tuulen suuntaa vaihdetaan vaakasuorasta pystysuoraan, joudutaan ilmavirtaan kohdistamaan voima tuulta vasten vaakasuoraan. Vastavoima kohdistuu piippuun silloin tuulen alkuperäisen suuntaisesti vaakasuoraan. Voima ei siis poistu, mutta ei kasvakkaan "tuulen voimakkuutta" suuremmaksi
Ideana noissa on että piippu kestää vaakasuoran voiman, mutta ei värähtelyn liikelaajuutta, kun se resonanssin takia kasvaa suureksi. Värähtelyyn tulee lisää energiaa tuulesta, jolloin liikelaajuus ja voimat kasvavat yli piipun materiaalin kestävyyden. Resonoinnin mahdollistavat piipun taakse pyörteilystä jaksottain syntyvät paineen laskut ja nousut.
En tiedä pilaavatko kierteiset spoilerit vain pyörteen vai vaikuttaako miten paljon myös mainitsemasi tuulen suunnan ohjaaminen ylöspäin.
En ole insinööri tai tekniikan/fysiikan alan ammattilainen, mutta tuollaisen käsityksen olen saanut tai osin itse päässäni kehittänyt.
Kierteen tarkoituksena on rikkoa sellainen säännöllinen pyörteiden irtoilu symmetrisen rakenteen reunoilta, joka saa aikaan joko rakenteen poikittaisen värähtelyn virtauksen suuntaan nähden tai kuorirakenteen ns. hengitysilmiön. Molemmat voivat resonanssitaajuudella rikkoa rakenteen.
https://fi.wikipedia.org/wiki/Kármánin_pyörrerata
>vaakasuora tuuli muuttuu pystysuoraksi voimaksi eikä kaada piippua
>vaan liukuu piipun ympäri spiraalin ansiosta ja menee pois taivaalle.
Jos näin, niin tulitko ajatelleeksi, että toisella puolella piippua tuuli ohjautuukin maahan. Tällöin sivuttaisvoima vain kasvaisi. Kyllä tuo resonanssivärähelyn poisto on oikea selitys.
resonansseilla ei ole mitään tekemistä sen kierteen kanssa, mikä niitten piippujen yläosissa on. Painavampi yläosa vain lisää sen alapuolisia jännityksiä. Sitäpaitsi nämä kierrepiiput ovat suhteellisen lyhyitä. Pitemmät piiput tuetaan myrskytuulilta ihan eri systeemeillä.
Olet väärässä.
Nimenomaan värähtelyä silla estetään.
piipusta allaa irrota vuoronperään erisuuntiin pyörivää pyörrettä ja se saa koko piipun heilumaan. Nyt kierre tai kierteenomaisesti asetetut laput tekevät lähes samalla tavalla vuoroperään lähtevää pyörrettä mutta otsapinta-alan paksuuden muutokset estävät koko piipun mittaisen tahdistuksen, pyörteitä irtoaa miten kulloinkin ja ne eivät ole synkronissa keskenään.
Hassua että aina noissa vastauksissa tulee myös vedon parantaminen tai ilman ohjaaminen ylöspäin. Kun kumminkin toisella reunaa piippua kierre tuo virtausta alas päin.
Ilman muuta piipun voi tehdä ilman kierrettä. Voi valita joko lujempi piippu, tai hieman vähemmän materiaalia kierteen kanssa. Elämä on valintoja. Tilaaja päättää.
Muuten hyvä ja selventävä vastaus, mutta tuolle "prosentille" nimenomaisesti ei kannata vastailla ollenkaan. Vilkaisu nimimerkin viestihistoriaan osoittaa että kyseessä on trolli, totaalinen riemuidiootti tai sitten molemmat samassa paketissa.
Ja tulipa mieleen että myös sukellusveneiden periskoopeissa ja snorkkeleissa on käytetty samaa värähtelynesto tai "häirintä"-tekniikkaa, sovelluksena teleskoopin noustessa sen ympärille kierteeksi kiristyvä vaijeri.
Kirjoitat asiaa.
Kyse on von Kármánin pyörreradasta, joka syntyy sylinterimäisen kappaleen taakse laminaarisen virtauksen irrotessa vuorotellen eri puolilta. Tämän värähtelyliikettä aikaansaavan ja voimistavan ilmiön poistamiseksi ne rakenteet on asennettu.
Samaten kannatinvaijerilla varustettu puhelinkaapeli pitää kiertää tolppavälillä muutaman kerran ympäri. Muuten huojunta katkaisee ajan kanssa kannatinvaijerin.
Ps. Myös prosentin tietotasosta olen kanssasi aivan samaa mieltä. Ettei taustalla olisi nimimerkkiään vaihtanut "kuussa ei ole käyty Jakinpoika11". Päljyys on samaa luokkaa.
Tämä kysymyskö on tiedettä ja sen harjoittamista? Vastauksen kysymykseen olisi saanut googlettamalla useammallakin kielellä. Savupiippu värähtely toisi vaikkapa vastauksena Kármánin pyörreradan,
Mielestäni tämä on keskustelupalsta kaiken tasoisille. Helppoihin kysymyksiin pääsee vastaamaan vähemmilläkin tiedoilla.
Pelkkä googlettelu on tylsää ja yksinäistä.
Palstan lukijat ilmeisesti kulkevat ulkona joko silmät kiinni tai kännykkäänsä räpläten. Muutoin jokainen heistä olisi huomannut ilmiön, jossa lasikuitulipputanko heiluu vienossa tuulessa poikittain virtauksen suuntaan nähden. Heilunta on lisäksi melko rajua tuulen nopeuteen verrattuna.
Ilmiö aiheutuu pyörteiden säännöllisestä irtoamisesta rakenteen resonanssitaajuudella, ja sitä esiintyy kaikilla virtauksessa olevilla symmetrisillä rakenteilla kuten köysillä, kaapeleilla, lipputangoilla ja savupiipuilla. Ilmiöstä päästään rikkomalla rakenteen symmetria, mikä tapahtuu savupiippujen tapauksessa kierteillä tai rakenteeseen kiinnitetyillä pystysuorilla latan pätkillä.
Huomattava osa ihmisistä nyt kuitenkaan ei pidä lasikuitulipputankojen tarkkailua päällimmäisenä prioriteettinaan...
Ilmeisesti olen poikkeus, kun seuraan kaikkia ympäristöni tapahtumia ja niiden syy-seuraussuhteita. Lisäksi lipputankojen räpätys on niin äänekästä, että sen huomaa, jos ei nyt kulje rokkia kuulokkeista nupit kaakossa luukuttaen.
Ja lipputangoissa riittää, että kiertää lipun nostonarun muutaman kerran tangon ympäri.
Näyttää vain siltä, ettei kovinkaan usea liputuksesta huolehtivista kiinteistöhuollon työntekijöistä ole ollut partiolainen. Siksi vähän tätä itsestään selvää keinoa sovelletaan.
Tiilipiiput, betonirakenteiset ja metalliset piiput eroavat toisistaan. En vielä ole nähnyt yhtäkään tiilistä savupiippua jossa on tuollaiset metalliset "kierteet".
Kyllä nuo liittyvät metallipiipun ja tuulen aiheuttamaan "tuulikuormaan".
Sama tuulikuorma vaikuttaa samanmuotoiseen ja -kokoiseen piippuun sen valmistusmateriaalista riippumatta. Vain piipun massa, jäykkyys sekä sisäinen vaimennus ja täten ominaistaajuus riippuvat rakennemateriaalista.
Siksi veikkaisin, että tiilli- tai betonipiipulla on niin alhainen ominaistaajuus ja suuri sisäinen vaimennus, ettei tuulen aiheuttamia värähtelyjä siinä esiinny eikä virtausspoilereita siinä näin tarvita.
Itse olen ajattelut myös kierteen merkitystä ja ajatellut sen olevan jäähdytystä varten lisäämällä jäähdyttävän pinnan alaa kierteen alan verran, mutta vastaus löytyikin muualta.
Eikö Karmanin pyörrerata ole turbulenttinen eikä laminaarinen? Pyörteistä pyörrettähän siinä syntyy.
Kyllä. Kyseinen pyörrerata syntyy siitä, että sylinterimäisen kappaleen ollessa virtauksessa, laminaarinen virtaus irtoaa jossain vaiheessa ja muuttuu pyörteiseksi. Lisäksi tämä irtautuminen "huojuu" puolelta toiselle ja saa aikaan jaksollisen voiman piippuun.
Katselen juuri lipputankoa, joka heiluu tuuleen nähden sivusuunnassa eli Karmanin pyörre. Jostakin syystä tuuli kiertää vuorotellen eri puolilta lipputangon. Japanissa sortui yksi silta samasta syystä. Lentokoneista tuttu flutter-ilmiö kuuluu samaan sarjaan eli siipi alkaa hallitsemattomasti värähtelemään tietystä nopeudessa.
Pertti (kauan sitten värähtelyjen assistentti polilla)
Hiukan nuo esimerkkisi eroavat toisistaan, joskin liittyvät nimenomaan turbulentin muodostukseen.
Mastot tornit ym on kiusallisia "itseään ruokkivia" poikittaisia värähtelyjä, joiden solmukohdat saattavat lisäksi muodostua lähes mielivaltaisesti, ja niissä materiaalin lisäys ei auta, jos äärimittoja ei muuteta.
Silloissa ongelma on kai vääntövärähtelystä, ja lentokoneiden siivissä syy on profiilin kierto kärkisakkauksen välttämiseksi, jolloin suurella nopeudella riittävä kohtauskulma on niin pieni että osalla siivestä on negatiivinen kulma, joka johtaa hallitsemattomaan liikkeeseen.
Yhteistä kaikille on kiusallisen monimutkainen esiintyminen, variaatioita kun on lukuisasti.
Täällä esitetyt teoriat saavupiippujen kierrerivoituksen perusteista ylittävät kaikki 70-luvulla teknillisen opiston illanistujaisissa kuullut.
Ja mukana oli sentään Finnjetin värähtelyihin paneutuneita vibratsionisteja.
Mutta tietämys kehittyy ja niin sen pitääkin.
Kuten myös selitykset savupiipun kierteestä.
Von Karman kuoli jo -60 luvun alkupuolella. En tiedä, milloin hän kehitteli pyörreteoriansa, mutta voihan se olla, ettei se ollut vielä -70 luvulla insinööriopiskelijoille yleistä tietoa. Kyseinen ilmiö on selitetty ainakin opuksessa Laine, Hoffren, Renko: Lentokoneen aerodynamiikka ja lentomekaniikka. Jos Finjetin tilalla olisi ollut Finair, olisiko tietämys ollut toinen? Tosin mainitsemani kirja on kirjoitettu vasta 2006.
Kyllä minun värähtelymekaniikan kursseissani jo 70-luvulla ilmiö selostettiin. Tosin syy saattaa olla siinä, että opettaja oli lentokoneinsinööri.
Epäilemättä ilmiö on ollut tunnettu 70-luvulla.
Se, että laivanrakennuksessa kohdatun värähtelyn tuntemus tuli osin Wärtsilän telakan hitsareilta, saattoi rajoittaa ilmiön perusteiden syvällisempää tuntemusta.
Luokkahitsareilla käsien vibraation hallinta on etusijalla.
Turbulenssi ja sen suunnan muutos poikittaisliikkeessä oli käsitteenä tuttu jo 60 luvulla opiskelujeni jälkeen.
Finnjetin värähtelyn olen pariin kertaan kokenut piipun juuressa olleessa yläbaarissa, jossa juomalaseista sai pitää huolta niiden kulkiessa omia aikojaan laivan kallistuksen mukaan.
Siinä ei ollut kyseessä samanlainen ilmiö, kuin tuulen aiheuttamassa, Finnjetin täristys oli puhdasta rakenteiden resonointia, sekä äänen että taajuuden perusteella.
Karkea arvaus oli, että suunnittelussa oli unohtunut turbiinimoottoreiden erilainen taajuusalue, nimittäin myöhemmin kun ajettiin pelkillä dieseleillä, kyseistä tärinää ei ollut.
Toinen mahdollinen vaihtoehto oli että rakenteen keveyttä hakiessa, alumiinin erilainen kyky reagoida sekä mekaanisiin että äänenpaineen vaikutuksiin pääsi yllättämään.
No niin, tai, ei liity suoranaisesti aloittajan kysymykseen.
Ei ihme, että käsi vapisi, kun Valenciassa ja Mosulissa vedettiin lakisaumaa aamuyöhön ja eikun aamulla hitsaamaan.
Eräskin silta on romahtanut tuosta samasta syystä, kun tuuli saa kunnon otteen.
Usein käytetään piippuun hitsattuja pystysuoria levyjä spoilereina eli virtauksenpilaajina kierukoiden sijasta. Tuo on paljon helpompaa ja halvempaa mutta ehhkä se ei arkkitehdin silmää niin hivele.
Tuommoiset levymäiset spoilerit ovat käytössä Finnairinkin lentokoneissa.