Ontwerp van een afzuigsysteem voor solventdampen in open lucht Tom Delesie Nick De Plus In samenwerking met Polyvision NV Tom

Overzicht Inleiding Probleemstelling Analytisch model voor de massaoverdracht Zonale analyse stroming Stromingsanalyse Numerieke analyse Algemene conclusies Tom

Inleiding Productie van geëmailleerd plaatstaal 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 Tom

Inleiding Afblaaszone: huidige opstelling Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Inleiding Afblaaszone: huidige opstelling Tom

Probleemstelling Tweeledig: Minimale eisen voor de installatie: 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 Onderkant afsluiten Tom

Probleemstelling Randvoorwaarden: Opdeling in best case/worst case 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 Case Best Worst Lijnsnelheid 10 m/min 18 m/min Af te voeren solvent 60 % 80 % Tom

Analytisch model massaoverdracht 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 turbulent en laminair Opsplitsing per stof Nick

Analytisch model massaoverdracht 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 Nick

Analytisch model massaoverdracht 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 Correlatie: Optimalisatie naar de hoogte Tom

Analytisch model massaoverdracht Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Analytisch model massaoverdracht Eerste resultaten: 1 MEK 2 Tolueen 3 C7 4 C6 5 n-hexaan Tom

Analytisch model massaoverdracht 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 Tom

Zonale analyse stroming Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Zonale analyse stroming Modellering concentratieverloop Opdeling in 5 zones Concentratieverloop: ± exponentiëel Voor worst case: Nick

Zonale analyse stroming Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Zonale analyse stroming Resultaten na opdeling in zones: Worst case Best case Nick

Zonale analyse stroming Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Zonale analyse stroming Experimentele opmeting: 5 zones 2 parallelle, 3 schuine aanstromingen Nick

Zonale analyse stroming 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 Nick

Stromingsanalyse Snelheidsprofiel Opbouw van een grenslaag 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 Tom

Numerieke analyse Ondersteuning analytisch model Geometrie: Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Numerieke analyse Ondersteuning analytisch model Geometrie: Parallelle stroming: Vrije stroming Volledige overkapping Volledige overkapping + afzuiging Loodrechte stroming: Vrije stroming in het midden van de plaat Tom

Numerieke analyse Interpretatie van de resultaten: Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Numerieke analyse Interpretatie van de resultaten: Tom

Numerieke analyse Interpretatie van de resultaten: Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Numerieke analyse Interpretatie van de resultaten: Tom

Numerieke analyse Verval van de snelheid: Conclusie 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 Tom

Numerieke analyse Gecorrigeerde resultaten: Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Numerieke analyse Gecorrigeerde resultaten: Nick

Numerieke analyse Gecorrigeerde resultaten: Verminderde lijnsnelheid: Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Numerieke analyse Gecorrigeerde resultaten: Verminderde lijnsnelheid: Nick

Conclusie Voorstel 1: parallelle stroming Lagere lijnsnelheid 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 Nick

Conclusie Voorstel 2: schuine aanstroming Interpolatie twee stromingen Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Conclusie Voorstel 2: schuine aanstroming Interpolatie twee stromingen Lijnsnelheid , lichte verwarming Stroming minder gedefinieerd Instelbare blazers Platen altijd tegen aanblaaskant Overkapping Nick

Conclusie Vragen? Inleiding Probleemstelling Analytisch model Zonale analyse Stromingsanalyse Numerieke analyse Conclusies Conclusie Vragen?