A bemutatott anyag:

• A kavitáció elméletét ismerteti röviden
• Egy Venturi kavitációs csatorna matematikai modelljét tárgyalja
• A biocidos kezelés eredményeit ismerteti
• Bemutatja a megvalósított kombinált víztisztító berendezést.

A kavitációs jelenség:

Az ivó-, és élővizek szennyeződése korunk fő problémája. A kavitáció, mely folyadékok áramlásakor lép fel, egyrészt roncsoló hatást okoz, elsősorban turbinák és hajólapátok esetében, ugyanakkor a jelenség – a nagy energiasűrűség következtében – alkalmassá tehető víztisztítási technológia hasznosítására.

A kavitáció folyadék áramlás során buborékképződéssel, vagy üregformálódással jár akkor, amikor a nyomás lecsökkenésével együtt a folyadék hőmérsékletéhez tartozó telített vízgőz nyomás azonossá válik. A folyadék ekkor forrni kezd, buborékképződés mellett gőz-folyadék fázis keverék alakul ki. A buborékban uralkodó nyomást a buborék mérete és a folyadék- gőz felületén létrejövő feszültség határozza meg.

Ha a buborék összeomlása elmarad, akkor pezsgés és forrás áll elő, ezt gázos illetve gőzös kavitációnak nevezzük, és amíg a gázos kavitációnak nincs, addig a gőzös kavitációnak jelentős roncsoló hatása van.

Ezek közül is jnagy jelentőségű a szuper kavitáció, mely kis kavitációs szám mellett alakul ki a kavitációs csatornában, egy állandó kavitációs üreget képezve.

A kavitációt a dimenzió nélküli kavitációs számmal jellemezzük (Thoma szám), mely a folyadék áramlási sebességétől, a folyadék sűrűségétől és a telítési gőznyomástól függ. A folyadék sebességet a kialakított szűk kavitációs keresztmetszettel vesszük figyelembe.

A kavitáció során képződött gőzbuborék a folyadékban összeomlik, nagyon rövid 10^-8 illetve 10^-6 sec alatt nagy nyomás és hőmérséklet emelkedés létrehozásával (1000 bar nyomás és 5000 °C hőmérsékletet is elérhetnek ezek az értékek).

Venturi elven működő kavitációs csatorna matematikai modellezése:

A kavitáció jelenségének matematikai módszerekkel történő modellezése egy szabad és nyílt forráskódú szoftverrel (Open Source Field Operation and Manipulation) végeztük. A szimuláció és a modell célja a tervezett geometrián modellezni a gázbuborékok keletkezését.

A modellezést kétdimenziós geometrián mutatjuk be: (A modellezést és a fényképes dokumentációt a KvakLab Kft. készítette).

venturi geometria

X irányban 500 egyenlő részre, Y irányban 100 egyenlő részre, Z irányban 1 egységnyi vastagságban (2D) bontottuk a rendszert. A cellák száma így 69 425, a pontok száma pedig 109 841.

Az eredményeket az alábbi fénykép dokumentációban illusztráljuk (különböző kavitációs időpontokban a folyadék-gőz arány, a nyomás érték, a sebesség érték és az áramlási kép került bemutatásra).

Kavitációs berendezés tervezése és megvalósítása:

A Gamma Analcont Kft. által megépített víztisztító berendezés két jelenség kombinációjával készült. Egyrészt a kavitációs jelenség roncsoló hatását, másrészt a biocidos kezelés fertőtlenítő hatását alkalmaztuk.

A Venturi méretezése a „Clausius-Clapeyron” képlet felhasználásával történt, átlag szobahőmérséklethez tartozó gőznyomás figyelembe vételével.

A betervezett szivattyú max szállítási teljesítménye 1 400 l/min, melynek 50 %-os szállítási sebességnél kavitációt kell eredményeznie.

A buborékok jobb beoldódásához a rendszert egy ciklonnal egészítettük ki, így a folyadék áramlási útvonala jelentősen megnő. Ez a ciklon egyben tartalmazza a biocidos hatás eléréséhez szükséges réz vagy ezüst kolloid töltetet, mely a kavitáció után még megmaradó baktériumok elpusztítását eredményezi.

A fejlesztett berendezést mobillá tettük, ennek megfelelően önhordó szerkezetet kapott. A rendszer kb 200 liter folyadékkal tölthető fel, és a jellemző csőátmérő DN 50- DN 65.

A fejlesztett berendezést az ELTE Mikrobiológiai Tanszékének közreműködésével aprobáltuk az általuk előkészített szennyezett minták kísérleti vizsgálatával.

A mikrobális élő szennyeződések (alga, stb.) degradációjának vizsgálatát az MTA Sztaki illetve a Duna Kutató Intézet, valamint az ELTE Mikrobiológiai Tanszék bevonásával végeztük.

Felhasznált irodalom:

• Könözsi László – Kavitációs áramlások szimulációja (szakirodalom 2000 Miskolc)
• A Promptov, AVAliesin szennyvízkezelés kavitációval (2017 Tambov)
• Németh Zoltán kavitációs folyamatok szakdolgozat (BME 2018)
• KvakLab Kft.: Kavitációs áramlások modellezése. (Intern anyag, 2018)

További információ: www.gammaanalcont.hu

A publikált szakcikk az alábbi pályázati programhoz kapcsolódott:

KFI-16-1-216-0344   Innovatív víztartósítási és biológiai szennyezettség mentesítési eljárás kutatása, egyedi kavitációs berendezések kifejlesztése a technológiai vízek, ívóvizek és hajók ballasztvízeinek tisztítása érdekében.

Ha feliratkozik a Műszaki Magazin Hírlevelére, sosem marad le a híreinkről! További friss híreket talál a Műszaki Magazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

The post Kavitációs víztisztító berendezés fejlesztése appeared first on Műszaki Magazin.

A Gamma Analcont Kft. működési területe a műszergyártáson kívül egyedi fémszerkezetek előállítása.

A fejlesztés – tervezés, szerviz, karbantartási és kivitelezési tevékenység mellett a cég akkreditált hidrológiai laboratóriumot is működtet áramlásmérés, nyomásmérő- és hőmérsékletmérő eszközök kalibrálására, illetve hitelesítésére. Főbb partnereink a MOL Nyrt., az FGSZ Zrt. a Víz- és Csatornázási Művek illetve DMRV Zrt. Ipari létesítmények műszerezési, villamos és gépészeti szerelési munkáiban veszünk részt.

Most elnyert pályázatunkban olyan, a kavitációs jelenség hasznosítható folyamata mellett a biocid technológia segítségét igénybe véve berendezéseket fejlesztünk, melyek alkalmasak lehetnek:

– Technológiai vizek tisztítása: A gyártási folyamat során használt víz, mely levegőtől el nem zárt, de nem megújuló vizet használ fel hűtésre, mosásra, öblítésre, 1-2 napos használat után cserére szorul. Ennek oka a vízben felszaporuló baktériumok, gombák állagrontása, szag kibocsátása, és a gyártásra nézve szennyezők bevitele. Tervezett berendezésünk erre ad megoldást a gumiipar, textilipar, papíripar és élelmiszeripar számára.

– Hajózás – ballasztvizek tisztítása: a tengerjáró hajók a ballasztvizet a kiindulási ponton veszik fel, és a célállomás kikötőjében beleengedik a tengerbe. Ezzel a kiindulási kikötő élőlényeit is átszállítja a célállomás kikötőjébe, és ezzel a hazai fajokat kiszorító invazív fajokkal terheli a célállomás kikötőjének vizét. Az általunk fejlesztett eljárás hajók ballaszt raktereibe történő telepítésével ez a probléma megoldódik, és a kiáramló vizek már nem lesznek szennyezettek.

– Ivóvíz tisztítása: az ivóvizek tárolásánál is komoly probléma a romlás. Nagyon fontos ezért, hogy a már ivóvíz minőségű tárolt vizek állagát meg tudjuk védeni, és az esetleges fertőzöttséget, a kórokozók felszaporodását meg tudjuk szüntetni. Tervezett berendezésünk ezen is segít.

A projekt azonosítószáma: KFI_16-1-2106-0344

A támogatás intenzitása: 68,42%

www.gammaanalcont.hu

The post GAMMA ANALCONT Ipari Folyamat műszergyártó Kft. appeared first on Műszaki Magazin.