A Gamma Analcont Kft. az NKFI-16 program keretében Kavitációs víztisztító berendezést fejlesztett, melyet kombinált biocidos technológiával a degradáció javítására és a fertőtlenítő hatás fokozására.
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)
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.
További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!
Új fejlesztés: az energiahatékonyságot és a munkabiztonságot is szolgálja az intelligens, elektromos rásegítő hajtású komissiózó kocsi
Intelligens, elektromos rásegítő hajtású komissiózó kocsi fejlesztése történt meg abban a projektben, amelyet a KLS-2000 Ipari és Kereskedelmi Kft. valósított meg a Széchenyi Terv Plusz program, ezen belül a Gazdaságfejlesztési és Innovációs Operatív Program Plusz keretében.
A cég erre 199,76 millió forint vissza nem térítendő európai uniós támogatást nyert el. A támogatás mértéke a projekt elszámolható összköltségének 62.94%-a. Alvállalkozóként az Universitas-Győr Nonprofit Kft. a Széchenyi István Egyetem kutatóinak bevonásával részt vett a villamos hajtás- és irányítórendszer fejlesztésében. A két és fél éve kezdődött projekt 2024. november 15-én zárul.
A GINOP_PLUSZ-2.1.1-21-2022-00213 azonosítószámú projekt során fejlesztett elektromos, ember-gép együttműködést megvalósító, rásegítő hajtás révén a gyártórendszerekben használatos nagy tömegű komissiózó kocsikkal energiahatékony, ergonomikus és biztonságos anyagmozgatás valósítható meg.
Az európai autógyárakban telephelyenként több száz, de gyármérettől függően akár több ezer olyan terület van, ahol nagy tömegű komissiózó kocsikkal történik az áruk begyűjtése és leadása a gyártórendszer megfelelő pontjain. Ezeket a járműveket a komissiózó zóna és a gyártósorok között általában elektromos vagy más módon hajtott targoncákkal vontatják, igény szerint egyszerre többet is összekapcsolva. A komissiózó kocsik össztömege a termékek tömegétől, darabszámától és a kocsi alapszerkezetétől függően nehezebb áruk/termékek esetén a másfél tonnát is eléri. Ezeket a depózás után közvetlenül a gyártósorokhoz, sokszor 100-150 méter távolságba kell egyenként, kézi erővel mozgatni, ami gyakran több munkás segítségével történik.
Erre a problémára egy új, innovatív módon vezérelhető differenciál-hajtáslánc fejlesztése valósult meg Vecsésen, amely kiküszöböli a piacon elérhető szervohajtások erős kompromisszumait, hátrányait. A fejlesztett rendszer nyomatékérzékeny karok segítségével képes 5 kilométer/óra sebességig rásegíteni az emberi erő által kifejtett mozgatóerőre, emellett vontatható és a komissiózóállomásokon töltőkön dokkolható is. A rendszer több olyan új megoldást tartalmaz, amely az energiahatékonyságot és a munkabiztonságot is jelentős mértékben javítja, illetve olyan új funkcióknak enged teret, amelyek illeszkednek az ipar 4.0 (és a majdani ipar 5.0) gyártástechnológiai trendekhez.
További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!
A Samsung a Carbon Trusttal és egyéb nagy technológiai vállalatokkal együttműködve új módszertant vezetett be a csatlakoztatott eszközök, például a laptopok és a hangszórók használata során keletkező káros anyag kibocsátás és kibocsátás-csökkentések mérésére.
A módszertan bevezetése hozzátartozik a Samsung részvételéhez a Decarbonizing the Use-Phase of Connected Devices (DUCD) (A csatlakoztatott eszközök használati fázisának karbonsemlegesítése) kezdeményezésben. A vállalat a Carbon Trusttal, az Amazonnal, a Microsofttal és a Sky-jal közösen fogott össze azért, hogy csökkentse az internethez csatlakoztatott elektromos és elektronikai eszközök használat közbeni energiafogyasztásából eredő üvegházhatású gázkibocsátást.
Ezek a szervezetek különösen a használati fázisra összpontosítanak, mivel egy termék – a teljes életciklusát tekintve – jellemzően ebben a szakaszban termeli a legtöbb szén-dioxidot. A csatlakoztatott eszközök világszerte jelenleg körülbelül 500 terrawattóra (TWh) energiát igényelnek évente, amely megközelíti Franciaország teljes energiafelhasználását. A technológiai iparnak ezért kiemelten fontos, hogy felmérhesse és elszámolhasson a termékek szén-dioxid-kibocsátásával, valamint megoldásokat találjon az eszközök használata általi kibocsátás csökkentésére.
Az új módszertan iránymutatást adhat a vállalatoknak, hogyan értékeljék a felhasználók eszközeiből származó adatok alapján a kibocsátás mértékét, ezáltal növelve a jelentések pontosságát, amelyek eddig a jelenlegi kibocsátási elszámolásokban használt üzemidő-előrejelzéseken alapultak. A technológiai cégek a módszertan alkalmazása során elért káros anyag kibocsátáscsökkentését is elszámolhatják majd.
A felhasználás során keletkező kibocsátások éves jelentése és a kibocsátáscsökkentésről szóló kimutatás átláthatóbbá teszi a kommunikációt a felhasználókkal, és arra ösztönözheti a vállalatokat, hogy akár a felhasználási időszakban is csökkentsék a kibocsátást. Az adatok szabványosítása és pontossága arra motiválhatja őket, hogy újszerű megoldásokkal csökkenthessék eszközeik széndioxid-kibocsátását.
A Samsung közreműködik az új DUCD-módszertan bevezetésében, amely az új energiatakarékos módszerek megtalálása iránti elkötelezettségének része. Ezen újítások közé tartozik a SmartThings Energy funkció, amellyel a felhasználók nyomon követhetik energiafelhasználásukat és jobb energiahatékonysági döntéseket hozhatnak. Csakúgy mint az AI energia mód, amely a felhasználási szokások és az energiaköltség figyelembevételével segíthet az energiafelhasználás előnyösebb kezelésében.
„Eszközeink életciklusuk során a használati fázisban bocsátják ki a legtöbb széndioxidot, a méréssel pedig jelentősen tehetünk a kibocsátás kezeléséért és csökkentéséért – mondta Inhee Chung, a Samsung vállalati fenntarthatósági központjának alelnöke. – A Samsung klímastratégiájának kulcsfontosságú része, hogy a felhasználókat bevonja az energiatakarékos megoldásokba, és alig várjuk, hogy a DUCD módszertanán keresztül bemutathassuk, hogy a SmartThings felülettel és annak AI energia módjával hogyan követhetik nyomon és csökkenthetik csatlakoztatott eszközeik energiafelhasználását.”
„Az összekapcsolt eszközök egyre fontosabbak mindennapi életünkben, ezért fontos, hogy a technológiai ipar kulcsszereplőivel közösen kezdhessük meg a felhasználás során keletkező kibocsátás kezelését. Ez az együttműködés egy olyan lényegesen hatékonyabb megközelítést tett lehetővé, amellyel kiszámíthatjuk és rögzíthetjük az összekapcsolt eszközökből származó széndioxid-kibocsátást és az elért csökkentéseket, valamint a kibocsátások kezelésére irányuló erőfeszítéseink alapjául szolgálhat ezen a kihívásokkal teli területen”
– mondta Felix Prettejohn, a Carbon Trust vezető tanácsadója.
További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!
Az ABB továbbfejlesztett hajtása új életre kelti a NASA szélcsatornáját
Az ABB Motion OneCare szerviz-megállapodás részeként az ABB az Amerikai Nemzeti Repülési és Űrhajózási Hivatal (NASA) számára korszerűsítette a változtatható sebességű hajtást (VSD), amivel legalább 10 évvel meghosszabbítja a hamptoni (Virginia állam) Langley Kutatóközpontban található National Transonic Facility (NTF) elnevezésű szélcsatorna élettartamát.
A nagy magasságú és a hangsebességhez közeli repülési körülmények közötti szimulálására alkalmas szélcsatornát a repülőgépek teljesítményének és üzemanyag-fogyasztásának optimalizálására használják. Ezt a szélcsatornát használták korábban a Boeing 777-es, az űrsikló és gyorsítórakétájának tesztelésére is.
2021-ben a NASA mérnökei megállapították, hogy a hajtás alkatrészeinek elöregedése miatt szükség van a szélcsatorna középfeszültségű (MV) hajtásának korszerűsítésére. Az ABB 1997-ben szállította a berendezést, amely a maga nemében a világ legnagyobb teljesítményű frekvenciaváltós hajtása: a 101 megawattos (MW) hajtás transzszonikus sebességgel áramló levegőben vagy nitrogén közegben, környezeti vagy kriogén hőmérsékleten képes tesztelni a modelleket. Ennek eredményeként az NTF a repülési körülmények szélesebb skáláját képes szimulálni, mint bármely más szélcsatorna, lehetővé téve a mérnökök számára, hogy egyedülálló információkat szerezzenek a tesztelt modellről, és tökéletesítsék a repülőgépek konstrukcióit.
Miután az ABB szervizszakértői kiértékelték a meglévő hajtás teljesítményét és gépészeti csatlakozásait, a következő lépésben egy modern, kiváló hatásfokú elektronikai komponensekből álló megoldást dolgoztak ki, amely megfelel az eredeti hajtás maximális teljesítményének, miközben magas rendelkezésre állást és megbízhatóságot biztosít. A fejlesztések eredménye a hajtás olyan korszerűsítése volt, amely során a meglévő alapterületen belül a kulcsfontosságú alkatrészeket az ABB legújabb, legmodernebb technológiára cserélték. Az új megoldás keretében végrehajtott korszerűsítés a hajtás kis részét (a vezérlőegységet) érintette, ami minimalizálta a projekt átfutási időtartamát és a szélcsatorna üzemszünetét, illetve a keletkező hulladék és a logisztika igények lehető legnagyobb mértékű minimalizálásával példát mutatott a körforgásos megközelítésben.
„A NASA az ABB szakértelmére, technológiájára és szervizszolgáltatásaira támaszkodott annak érdekében, hogy az NTF szélcsatorna magas megbízhatóságot és üzemidőt biztosítson a tesztelési programok maximális rendelkezésre állása érdekében, és optimalizálja eszközeinek életciklusra vetített értékét”
– mondta Oswald Deuchar, az ABB Hajtások üzletágához tartozó Modernization Services részlegének vezetője.
„A szélcsatorna élettartamának legalább 10 évvel történő meghosszabbítása támogatja a NASA-t üzemeltetési céljai elérésében, miközben a hajtás kulcsfontosságú alkatrészeinek korszerűsítése a hatékonyságot és a körkörös gazdasági szemléletet mutatja.”
A NASA a korszerűsítési projektet az ABB Motion OneCare szerviz-megállapodás első részeként rendelte meg, amely a pótalkatrészekre és a karbantartásra is kiterjed. Ez a fajta megállapodás rugalmasságot biztosít az olyan üzemeltetők számára, mint a NASA, hogy a kívánt szervizszolgáltatásokat összekapcsolhassák, és így optimalizálhassák motorjaik, generátoraik és meghajtóik életciklusát.
További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!