Ipar

Kavitációs víztisztító berendezés fejlesztése

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)
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.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Related Topics:gamma analcont kavitációs víztisztító

Up Next

Weller forrasztóhuzalok használatának előnyei

Don't Miss

Nemzetközi magyar IT sikersztori: Németországban terjeszkedik a Gloster

Ipar

Rekordidő alatt digitalizálták Spanyolország leghosszabb közúti alagútját

Iparban használatos megoldások kerültek az alagútba.

Modernizálták a Spanyolország és Franciaország között húzódó Somport-alagút irányítási rendszerét, méghozzá a kétszer egysávon közlekedő napi forgalom leállítása nélkül. Az európai E-7-es útvonal részeként 2003 óta üzemelő közúti alagút kiemelt jelentőségű határátkelőhely, amelyen naponta több ezer jármű halad át, és több száz vállalat rendszeres áruszállító útvonalaként szolgál. A 8,6 km hosszú alagutat most a jövő kihívásaira felkészítve tették energiahatékonyabbá és biztonságosabbá.

Valós idejű adatgyűjtés és gyorsabb reakció

A húszéves technológiát megújító projekt központi eleme az új irányítástechnikai rendszer (SCADA) kialakítása volt, amihez kapcsolódóan négy ipari vezérlőt (PLC-t) is integráltak. Emellett friss verzióra cserélték a többek között az alagútban elhelyezett szenzorokból adatokat gyűjtő, és azokat az irányítástechnikai rendszerbe továbbító, korábbi perifériamodulokat is.

Mindezek segítségével nem csak javították az adatkommunikációt és az érzékelők reakcióidejét, de lehetővé tették a valós idejű adatgyűjtést, és biztosították az infrastruktúra folyamatos működését, akkor is, ha műszaki hiba vagy más incidens blokkolná az alagút akár a spanyol, akár a francia oldalán, egymástól függetlenül működő központokat. A Siemens TIA Portal platformját használva pedig sikerült az automatizálási projekt üzembe helyezési idejét az átlagoshoz képest 25 százalékkal csökkenteni.

Fokozott biztonság

Új videómegfigyelő rendszer is került az alagútba: a zárt láncú kamerás rendszert (CCTV) a SCADA-hálózatba integrálva szintén valós idejű videó- és hangmegfigyelést tudnak végezni. Ez a rendszer egy vészhelyzetkezelő szoftver alkalmazásával, tűz vagy baleset esetén, vizualizációk segítségével, lépésről lépésre támogatja az üzemeltetőket a vészhelyzeti protokollok végrehajtásában, és azonnal a kezelőhelyiség központi képernyőjére vetíti az incidensre mutató kamera képét, egyidejűleg elindítva a videófelvétel készítését.

Következő lépés a fenntartható jövő

A fejlesztések következő lépéseként az alagút digitális ikermodelljét tervezik létrehozni, amelynek segítségével különböző eseményeket szimulálhatnak a biztonság további javítása és a kezelői tréningek kialakítása érdekében. Emellett intelligens LED-világítást fognak bevezetni, amely várhatóan több mint 30 százalékkal javítja majd az energiahatékonyságot az előző rendszerhez képest.

Speciális know-how

A Siemens számára ismerős terep az alagutak világa, a technológiai vállalat külön üzletága foglalkozik ezzel a speciális területtel. A vállalat például részt vesz a képzési központként és kutatólaboratóriumként is működő svájci Hagerbach tesztalagút működtetésében, ahol az ún. „digitális alagút” teljes életciklusát bemutatják – a tervezéstől kezdve, az üzemeltetésen át, egészen a szolgáltatásokig. Itt olyan megoldások tekinthetőek meg, mint az épületinformációs modellezés (BIM tervezés); a speciálisan alagutak tervezésére kialakított mérnöki szoftver (Tunnel CAD); a tűzesetek, szellőzőrendszerek, közúti táblák és vészkijárati ajtók elhelyezésének szimulációja; a virtuális üzembe helyezés és az üzemeltetők képzése; a kiberbiztonsági tervek készítése; vagy az IoT / Industrial Edge szolgáltatások a prediktív karbantartáshoz.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Ipar

A Schneider Electric megoldása hatékonyabbá teszi a kritikus infrastruktúrák védelmét

Egyszerű és biztonságos hozzáférést biztosít a távoli terminál egységekhez (RTU) a Schneider Electric új megoldása, tovább erősítve ezáltal az olyan kritikus infrastruktúrák, mint a víz-, olaj- és gázvezetékek védelmét.

A SCADAPack™ 470i és 474i a feladatkörök alapján történő hozzáférés-szabályozás révén támogatják a kiberbiztonsági előírásoknak való megfelelést is.

A víz-, olaj- és gázvezetékeket érintő kiberfenyegetések egyre veszélyesebbek és gyakoribbak, ezért a távoli és zord környezetben lévő terminál egységekhez való hozzáférés ellenőrzése létfontosságú az OT-biztonság (operatív technológia) szempontjából. Azonban ezeknek a hozzáféréseknek a kezelése veszélyes és időigényes lehet. A Schneider Electric által kínált SCADAPack 470i és 474i olyan intelligens eszközök, amelyek az összes távvezérlési és számítógépes művelethez alkalmazhatók. Ezáltal a felhasználók OT-környezetben is biztonságosan kezelhetik az RTU-hozzáférést a szabványos IT-eszközök, például az Active Directory™ segítségével.

A robusztus RTU-platform és a Linux rugalmasságának kombinációja biztosítja, hogy egyetlen SCADAPack 470i vagy 474i képes kezelni az operatív technológiák hatékony védelmét biztosító peremszolgáltatásokat, protokollokat és alkalmazásokat az összes távvezérlési és számítógépes művelethez. A SCADAPack 470i és 474i feladatkörökön alapuló hozzáférés-szabályozási (RBAC) funkciói támogatják a felhasználókat a kiberbiztonsági előírásoknak való megfelelésben is. A SCADAPack 470i és 474i integrálható a szabványos IT- és OT-biztonsági eszközökkel, és többek között IP-tűzfal, NAT, DNP3 biztonságos hitelesítés támogatással is rendelkeznek.

„A kritikus infrastruktúrák, például a víz- és szennyvízrendszerek, valamint az energiavezetékek egyre sebezhetőbbek a kibertámadásokkal szemben. Ezért elengedhetetlen, hogy az OT-t az IT-világból ismert szabványos biztonsági funkciókkal bővítsük. A feladatkör-alapú hozzáférés-menedzsment az intelligens RTU-kon elhanyagolható költséggel segít megvédeni ezt a kritikus infrastruktúrát, lehetővé téve a folyamatos biztonságos és nyereséges működést”

– mondta el James Redmond, a Schneider Electric SCADAPack globális termékmenedzsere.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!

Ipar

A Continental UltraContact NXT abroncsa rangos fenntarthatósági díjat nyert

A Continental UltraContact NXT gumiabroncsa elnyerte a 2025-ös Autóipari Fenntarthatósági Díjat (Sustainability Award in Automotive 2025) a „Technológiai megoldások – anyaghasználat, nyersanyagok és körforgásos gazdaság” kategóriában.

A nemzetközi tanácsadó vállalat Arthur D. Little, valamint az ATZ / MTZ autóipari szaklapcsoport a Continental eddigi legfenntarthatóbb sorozatgyártású gumiabroncsát ismerte el a rangos elismeréssel.

Az UltraContact NXT – mérettől függően – akár 65%-ban megújuló, újrahasznosított és ISCC PLUS tanúsítvánnyal rendelkező anyagokból készül.

„Az UltraContact NXT tökéletes példája annak, hogy a kimagasló fenntarthatóság és a csúcsteljesítmény nem zárják ki egymást” – mondta Maria Hanczuch, a Continental EMEA régiójának személyabroncs-termékmenedzsmentért felelős vezetője, aki Berlinben személyesen vette át a díjat. „Számunkra ez az elismerés nemcsak megtiszteltetés, hanem megerősítés is abban, hogy érdemes következetesen végigvinni fenntarthatósági stratégiánkat”

– tette hozzá.

Az Autóipari Fenntarthatósági Díjat minden évben az Arthur D. Little és az ATZ / MTZ Group ítéli oda olyan autóipari megoldásoknak, amelyek példamutató fenntarthatóságot képviselnek. Az elbírálás az ENSZ fenntartható fejlődési céljaira épül, és olyan területeket vizsgál, mint a környezetvédelem, társadalmi felelősségvállalás és vállalatirányítás. A döntést független, tudományos, ipari, civil és médiát képviselő szakemberekből álló zsűri hozza meg.

UltraContact NXT: a fenntarthatóság és a teljesítmény új szintje

Az UltraContact NXT abroncs 2023 nyarán debütált a Continental kínálatában. Az akár 65%-ban fenntartható anyagokat tartalmazó gumiabroncs kimagasló biztonságot és teljesítményt biztosít.

Mind a 19 méretváltozat elérte az uniós abroncscímke szerinti legjobb, „A” minősítést a gördülési ellenállás, a vizes úton való fékezés és a külső zajszint tekintetében. Az UltraContact NXT kivételes teljesítményét nemrég az auto motor und sport 2025/07-es számában megjelent, fenntartható és üzemanyag-takarékos nyári abroncsokat vizsgáló teszt is igazolta, ahol a Continental abroncs az első helyen végzett, és „kiváló” minősítést kapott.

Az UltraContact NXT abroncs akár 32 százalékban megújuló anyagokat tartalmaz, köztük például a papír- és fafeldolgozó ipar melléktermékeiből előállított gyantákat, valamint rizshéj hamujából kinyert szilikát. Emellett az abroncs akár 5 százalékban újrahasznosított anyagokat is hasznosít, többek között visszanyert acélt és újrahasznosított PET-palackokból származó poliésztert, amelyek gyakran hulladékégetőkben vagy lerakókban végeznék. A Continental ezen felül akár 28 százalékban ISCC PLUS tanúsítvánnyal rendelkező anyagokat is felhasznál, köztük fenntartható forrásból származó szintetikus gumit és koromport, amelyek bioalapú, bio-körforgásos, vagy körforgásos alapanyagból készülnek.

Az UltraContact NXT a 2023-as bevezetése óta már több rangos elismerésben is részesült, köztük a Sustainability Award díjban a Swiss Automotive Show Innovation Awards 2023 eseményen, valamint elnyerte az International Design Award 2023, a German Innovation Award 2024 és a CLEPA Innovation Award 2024 díjakat is.

További friss híreket talál az IoTmagazin főoldalán! Csatlakozzon hozzánk a Facebookon is!