Ontwerp van een afzuigsysteem voor solventdampen in open lucht

Presentatie over: "Ontwerp van een afzuigsysteem voor solventdampen in open lucht"— Transcript van de presentatie:

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

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

3 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

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

5 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

6 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

7 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

8 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

9 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

10 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

11 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

12 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

13 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

14 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

15 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

16 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

17 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

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

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

20 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

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

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

23 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

24 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

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