250 likes | 461 Views
Ontwerp van een afzuigsysteem voor solventdampen in open lucht. Tom Delesie Nick De Plus In samenwerking met Polyvision NV. Overzicht. Inleiding Probleemstelling Analytisch model voor de massaoverdracht Zonale analyse stroming Stromingsanalyse Numerieke analyse Algemene conclusies.
E N D
Ontwerp van een afzuigsysteem voor solventdampen in open lucht Tom Delesie Nick De Plus In samenwerking met Polyvision NV
Overzicht • Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model voor de massaoverdracht • Zonale analyse stroming • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Algemene conclusies
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Inleiding • Productie van geëmailleerd plaatstaal • Platen lijmen : lijm opgelost in solvent • Lijm nat opbrengen in lijmstraat • Solvent moet verdampen • brandbare dampen • afzuigen in afblaaszone en oven
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Inleiding • Afblaaszone: huidige opstelling
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Probleemstelling • Tweeledig: • Solventdampen mogen niet ophopen/ontsnappen • Zoveel mogelijk solvent als mogelijk afblazen • Minimale eisen voor de installatie: • Bereikbaar • Onderhoudsvriendelijk
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Probleemstelling • Randvoorwaarden: • Samenstelling lijmgordijn • Hoeveelheid natte lijm/ af te voeren solvent • Geometrische parameters • Maximale toegelaten concentratie • Beschikbaar luchtdebiet • Afzuiging • Opdeling in best case/worst case
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Analytisch model massaoverdracht • Model voor de massaoverdracht • Analogie met warmteoverdracht • Verband Num,x en diffusie: Vinden van de nodige afblaassnelheid • Benadering van het probleem • Nusseltcorrelatie: cte concentratie • Voor laminair en turbulent parallel • Opsplitsing per stof
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Analytisch model massaoverdracht • Rekenwijze: • Diffusiecoëfficiënt: • Massatransfercoëfficiënt: • Massafracties: Via wet van Raoult & dampspanning • Uit Rex de benodigde snelheid
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Analytisch model massaoverdracht • Verval van de snelheid • Gebruik maken van uitdrukking vrije gasstraal • Hogere snelheden vereist • Verificatie met numerieke analyse • Loodrechte stroming • Andere correlatie:
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Analytisch model massaoverdracht • Eerste resultaten: [K] [K] [K] [K]
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Analytisch model massaoverdracht • Voorlopige conclusies • Als T hoger, v lager • Lijnsnelheid lager, v lager • Loodrechte stroming: correlatie slechts benaderend • Grote invloed pvap • Rekening houden met snelheidsverval • Validatie van het model • Aanname constante concentratie: hoge snelheden • Rekening houden met concentratieverloop
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Zonale analyse stroming • Modellering concentratieverloop • Opdeling in 5 zones • Concentratieverloop: ± exponentiëel • Voor worst case:
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies Zonale analyse stroming • Resultaten na opdeling in zones: Worst case Best case
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Zonale analyse stroming • Experimentele opmeting: • 5 zones • 2 parallelle, 3 schuine aanstromingen
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Zonale analyse stroming • Conclusies metingen: • Zone 1 en 5: niet optimaal • Verval van de snelheid is veel lager Mogelijk correctie toepassen op correlatie CFD verificatie • Lagere snelheden nodig
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Stromingsanalyse • Snelheidsprofiel • Opbouw van een grenslaag • Schmidtgetal > 1 • diffusiegrenslaag ligt onder kinematische • Resultaten: • Grenslaag blijft onder gebied waar snelheid terug afneemt • Zorgen voor snelheidsdeken
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Numerieke analyse • Ondersteuning analytisch model • Geometrie: • Parallelle stroming: • Vrije stroming • Volledige overkapping • Loodrechte stroming: • Vrije stroming in het midden van de plaat
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Numerieke analyse • Interpretatie van de resultaten: [m/s]
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Numerieke analyse • Interpretatie van de resultaten: [m/s]
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Numerieke analyse • Verval van de snelheid: • Launder en Rodi: betere benadering • Numerieke resultaten nodig • Conclusie • Correlatie verval te streng A: 5.9 > 18 • Loodrechte stroming: beter maar niet haalbaar • parallelle stroming
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Numerieke analyse • Gecorrigeerde resultaten: [K] [K]
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Numerieke analyse • Gecorrigeerde resultaten:Verminderde lijnsnelheid: [K] [K]
Inleiding • Probleemstelling • Analytisch model • Zonale analyse • Stromingsanalyse • Numerieke analyse • Conclusies • Conclusie • Voorstel 1: parallelle stroming • Lagere lijnsnelheid • Lichte verwarming • Zonale opdeling • Correcte plaatsing aanblazers • Gedeeltelijke overkapping Uitwaaiering beperken • Voorbeeld: T =303 K, vlijn = 18 m/min
Conclusie • Voorstel 2: schuine aanstroming • Interpolatie twee stromingen • Lijnsnelheid , lichte verwarming • Stroming minder gedefinieerd • Instelbare blazers • Platen altijd tegen aanblaaskant • Overkapping Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies
Conclusie • Vragen? Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies