FLAMCOVENT- ILMANEROTTIMEN EROTTELUKYKY

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "FLAMCOVENT- ILMANEROTTIMEN EROTTELUKYKY"

Aune Ketonen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 FLAMCOVENT- ILMANEROTTIMEN EROTTELUKYKY Ote teoksesta: KESKUSLÄMMITYSJÄRJESTELMIEN ILMANPOISTIMIEN SUORITUSKYKYANALYYSI Tutkimusraportti, joka pohjautuu E.D. Vis van Heemstin MSc-tutkimukseen (TU Delft, marraskuu 1995) Toimeksiantaja FLAMCO B.V. Tekijä Dr. Z. Olujic TU Delft Labor für Verfahrensapparatur Leeghwaterstaat CA Delft Delft, huhtikuu

Vis van Heemstin MSc-tutkimukseen (TU Delft, marraskuu 1995) Toimeksiantaja FLAMCO B.V. Tekijä Dr.

2 FLAMCOVENT-ILMANEROTTIMIEN EROTTELUKYKY JOHDANTO Muutama vuosi sitten Flamco BV kehitti yhdessä Delftin teknisen yliopiston Labor für Verfahrensapparatur -laboratorion kanssa yhtäjaksoisesti toimivan ilmanerottimen, jolle annettiin nimi Flamcovent. Flamcovent todettiin käytössä erittäin suorituskykyiseksi - se pystyi poistamaan ilmakuplat keskuslämmitys- ja jäähdytysjärjestelmistä. Käytössä ei kuitenkaan ollut sopivaa menetelmää ilmanerottimen erottelukyvyn mittaamiseen mikrokuplatasolla. Siksi Flamco BV antoi Delftin yliopiston tehtäväksi kokeellisen tutkimuksen, joka auttaisi määrittämään Flamcoventin erottelokyvyn. Tämä tutkimus tehtiin kontrolloidulla ilmanruiskutuksella varustetussa suljetussa kylmävesikierrossa ja siinä keskityttiin pääasiassa mikrokuplien erottelukokeisiin. Tutkimuksessa käytettiin laserdiffraktiotekniikkaa ja -laitteistoa, jonka Malvern Instruments on kehittänyt partikkelikoon jakaumamittauksia varten. Tutkimuksen tuloksista voidaan tehdä selviä johtopäätöksiä ilmanerotteluprosessin tehokkuudesta Flamcovent-ilmanerottimen erottelukyvyn suhteen pienempien kuplien yhteydessä.

Käytössä ei kuitenkaan ollut sopivaa menetelmää ilmanerottimen erottelukyvyn mittaamiseen mikrokuplatasolla.

3 FLAMCOVENTIN TEHOKKUUDEN MÄÄRITTÄMINEN Flamcovent-ilmanerottimen toimintatapa perustuu patentoituun kaasujen erottelumenetelmään nesteistä (vedestä). Tässä menetelmässä (ks. alla oleva kuva 1) käytetään erityistä täyteainetta (pall-renkaita), joilla on seuraavat ominaisuudet: - suuri pinta volyymiyksikköä kohti - suuri yhteentörmäys- ja adheesiotodennäköisyys - vähäinen virtausvastus Kuva 1. Flamcoventin toimintaa simuloitiin kontrolloidulla ilmanruiskutuksella varustetussa suljetussa kylmävesikierrossa. Ilmanruiskutus aiheuttaa testipiirin paineen kasvun. Heti, kun Flamcovent alkaa poistaa ilmaa järjestelmästä, piirin paine laskee. Kuvassa 2. on esitetty paineenlaskun tyypillinen kulku suhteessa mittausaikaan testien aikana. Käyrän ensimmäinen, jyrkästi laskeva osa osoittaa kaasun poistumisen pääasiassa makrokuplien poiston vuoksi ja sen loppuosa osoittaa mikrokuplien erottelun.

virtausvastus Kuva 1. Flamcoventin toimintaa simuloitiin kontrolloidulla ilmanruiskutuksella varustetussa suljetussa kylmävesikierrossa. Ilmanruiskutus aiheuttaa testipiirin paineen kasvun.

4 Ilman poisto Ilman poisto ja erottelu Erottelu Paine (bar) Aika (s) Kuva 2. Makrokuplien erottelu Makrokuplat (( > 500 µm) erotellaan nesteestä pääasiassa Flamcoventin pääosassa aiheutuvan virtauksen hidastumisen johdosta. Flamcoventissa olevan veden hitaan virtausnopeuden johdosta ilmakuplat liikkuvat ylöspäin Flamcoventin ilmakammioon, josta ne poistetaan järjestelmästä koho-/venttiilimekanismin avulla. Mikrokuplien erottelu Flamcoventissa tapahtuvaa ilmiötä, joka aiheuttaa mikrokuplien erotuksen nesteestä, kutsutaan yhteensulautumisilmiöksi. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että mikrokuplat pyrkivät kiinnittymään pall-renkaiden pinnalle ja sulautumaan isommiksi mikrokupliksi. Nämä isommat kuplat irtautuvat helposti pall-renkaista ja alkavat liikkua ylöspäin Flamcoventin ilmakammioon, josta ne poistetaan järjestelmästä koho-/venttiilimekanismin avulla.

Flamcoventissa olevan veden hitaan virtausnopeuden johdosta ilmakuplat liikkuvat ylöspäin Flamcoventin ilmakammioon, josta ne poistetaan järjestelmästä koho-/venttiilimekanismin avulla.

5 KUPLAKOKOJAKAUMAN MITTAUS Kuplakokojakaumaa jatkuvassa nestevirrassa mitattiin käytännössä Malvern-partikkelikokoanalysaattorilla, joka hyödyntää laservalon alhaista sirontakulmaa järjestelmässä olevien ilmakuplien maksimikoon määrittämiseen. Testit tehtiin sisääntulonopeudella 1,25 m/s, staattisella vakiopaineella ja vakiolämpötilassa. Kukin mittaus toistettiin kolme kertaa tulosten varmentamiseksi. Jopa kuusi tuntia kestäneet mittaukset osoittivat, että järjestelmässä vielä noin yhden tunnin jälkeen olevien suurimpien ilmakuplien koko (15-20 µm / 0,015-0,02 mm) näytti tasaantuvan, mikä viittaa siihen, että Flamcovent oli poistanut järjestelmästä lähes kaikki ilmakuplat, jotka olivat mitattua kokoa suurempia. LOPPUHUOMAUTUKSET Mittaukset osoittivat, että kaikki yli 500 µm:n (> 0,5 mm) kokoiset makrokuplat oli eroteltu järjestelmästä 60 sekunnin kuluttua (läpäisy Flamcoventistä kertaa). Tästä hetkestä lähtien yhteensulautumisilmiöllä oli päärooli ilmanerotuksessa. Tutkimuksesta kävi ilmi, että tätä yhteensulautumista vahvistavat pall-renkaat pystyvät poistamaan kaikki yli µm:n kokoiset kuplat. Tällaista kokojakaumaa voidaan pitää luotettavana osoituksena ilmanpoiston tehokkuudesta, joka voidaan saavuttaa Flamcovent-mikrokuplaerottimella.

Kukin mittaus toistettiin kolme kertaa tulosten varmentamiseksi.

Samankaltaiset tiedostot

TNO Institute of Environmental and Energy Technology (Ympäristö- ja energiateknologian instituutti)

TNO Institute of Environmental and Energy Technology (Ympäristö- ja energiateknologian instituutti) Laan van Westenenk 501 P.O. Box 342 7300 AH Apeldoorn Alankomaat Telex 39395 tnoap nl Puh. +31 55 49