Korszerű vizsgálattechnika alkalmazása edzőközegek hűtőképességének meghatározására Kerekes Gábor PhD hallgató, Miskolci Egyetem Kocsisné dr. Baán Mária egyetemi docens, PhD, Miskolci Egyetem Dr. Felde Imre egyetemi docens, PhD, Óbudai Egyetem
Az előadás tartalma I. Célkitűzés II. Alkalmazott vizsgálattechnika bemutatása 1. Smart Quench 2. SQintegra III. Hűtőközegek vizsgálata IV. Eredmények bemutatása, értékelése V. Konklúziók VI. Tervek 2
I. Célkitűzés Hűtőközegek hűtőképességének meghatározása Vízbázisú polimeroldatok hűtőképessége paraméterfüggőségének vizsgálata, számszerű jellemzése Növényi olajok hőelvonási karakterisztikájának vizsgálata és az ásványi edzőolajokkal való összehasonlítása Az alkalmazott vizsgálattechnika lehetőségeinek és korlátainak felmérése 3
II. Alkalmazott vizsgálattechnika Smart Quench berendezés bemutatása Főbb részegységei csőkemence (T max : 9 C) próbatest (Inconell 6) hűtőtank olajok számára hűtőtank polimeroldatok számára A mérés menetét és az eszközök paramétereit leíró szabványok: ISO 995:1995 ASTM D62-1 ASTM D6482-6 4
II. Alkalmazott vizsgálattechnika SQintegra szoftver bemutatása Legfontosabb jellemzői: moduláris felépítés jelsimító algoritmus a hűlésgörbék zajosságának csökkentésére meghatározható értékek: T i, t i, CR i, HP HTC függények szövetelem-hányad és keménységértékek 5
III. Hűtőközegek vizsgálata A vizsgálat paraméterei Edzőközeg Houghton Aquaquench BW/T napraforgó olaj szója olaj oliva olaj kukoricacsíra olaj repce olaj mogyoró olaj Vizsgálati paraméterek Hőmérséklet Koncentráció Áramoltatás 2 C 45 C között 5-6 C-ként 35 C 65 C 95 C 5% 1% N/A Nyugvó állapot + 3 különböző fokozat Nyugvó állapot 6
IV. Eredmények bemutatása Vízbázisú polimeroldat 1. Maximális hűtési sebesség (CR max ) alakulása CRmax ( C/s) 25 24 23 22 21 2 19 18 17 16 15 14 13 12 11 1 2 Hõmérésklet ( C) 25 3 35 4 1 2 3 Áramoltatás mértéke CRmax ( C/s) 25 24 23 22 21 2 19 18 17 16 15 14 13 12 11 1 2 25 3 35 4 1 2 3 Áramoltatás mértéke 45 45 C=5% C=1% 7
IV. Eredmények bemutatása Vízbázisú polimeroldat 2. Kritikus (v. átmeneti) hőmérsékletek (T vp, T cp ) alakulása Tcp, Tvp ( C) 85 8 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 2 25 3 35 4 1 2 Áramoltatás mértéke 3 Tcp, Tvp ( C) 85 8 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 25 2 15 1 5 2 25 3 35 4 1 2 Áramoltatás mértéke 3 45 45 C=5% C=1% 8
IV. Eredmények bemutatása Vízbázisú polimeroldat 3. Edzőképesség (HP), mint empirikus jellemző alakulása 2 2 19 19 18 18 17 17 HP HP 16 16 15 15 14 14 13 2 25 3 35 4 1 2 3 Áramoltatás mértéke 13 2 25 3 35 1 2 3 Áramoltatás mértéke 4 45 45 C=5% C=1% 9
IV. Eredmények bemutatása Növényi olajok 1. Hűtési sebesség a hőmérséklet függvényében 9 8 T=35 C 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Hûtési sebesség ( C/s) alacsony üzemi hõmérsékletû olaj magas üzemi hõmérsékletû olaj oliva repce napraforgó kukoricacsíra mogyoró szója 1
IV. Eredmények bemutatása Növényi olajok 2. Maximális hűtési sebesség és a hozzá tartozó hőmérséklet változása a közeg kiindulási hőmérsékletének függvényében DCRmax ( C/s) 25 2 15 1 5 szója mogyoró kukoricacsíra napraforgó repce oliva DT(CRmax) ( C) 8 6 4 2 szója mogyoró kukoricacsíra napraforgó repce oliva -5 35 65 95-2 35 65 95 11
IV. Eredmények bemutatása Növényi olajok 3. Hőátadási együttható a hőmérséklet függvényében, HTC(T) T=95 C HTC (W/m^2K) 3 275 25 225 2 175 15 125 1 75 5 25 szója mogyoró kukoricacsíra napraforgó repce oliva magas üzemi hõmérsékletû olaj alacsony üzemi hõmérsékletû olaj 2 3 4 5 6 7 8 9 HTC (W/m^2K) 3 275 25 225 2 175 15 125 1 75 5 25 szója mogyoró kukoricacsíra napraforgó repce oliva magas üzemi hõmérsékletû olaj alacsony üzemi hõmérsékletû olaj 2 3 4 5 6 7 8 9 T=35 C HTC (W/m^2K) 3 275 25 225 2 175 15 125 1 75 5 25 szója mogyoró kukoricacsíra napraforgó repce oliva magas üzemi hõmérsékletû olaj alacsony üzemi hõmérsékletû olaj 2 3 4 5 6 7 8 9 T=65 C 12
V. Konklúziók Vízbázisú polimeroldatok esetén az oldat koncentrációjának növekedése rendre a CR max ill. a HP értékek csökkenését eredményezte, erre a hatásra a többi paraméternek nem volt érdemi befolyása, csupán a csökkenés mértékére, a gőzhártya érdemi szigetelő hatása a nagyobb koncentráció esetében jelentkezett, ezt ennél kisebb mértékben erősítette a hőmérséklet növekedése, viszont a már kis sebességű mesterséges áramoltatással is jelentősen csökkenthető a gőzhártya stabilitása. Növényi olajok esetén a gőzhártya jellemzően csak kisebb mértékben volt hatással a hőelvonásra, mint az alacsony üzemi hőmérsékletű ásványi olajok esetében, magasabb közeghőmérsékleten a HTC(T) értékek megközelítik az ásványi olajok esetében számított értéket. 13
VI. Tervek A lényegesen különböző hőelvonási/hőátadási jelenségek miatt már a darab felületén is nagy a termikus gradiens Lényeges szerepet játszik ebben a hőelvonás 1. és 2. fázisa között lejátszódó ún. nedvesítési front mozgása Ezért célunk a nedvesítési front mozgásának számszerű jellemzése, paraméterfüggőségének vizsgálata, modellezési lehetőségeinek kutatása. Képek forrása: Bozidar Liscic, Hans M. Tensi, L. C. F. Canale, George E. Totten: Quenching Theory and Technology, CRC Press, 21 14
Köszönetnyilvánítás Az előadásban ismertetett kutató munka a TÁMOP-4.2.1.B-1/2/KONV-21-1 projekt eredményeire alapozva a TÁMOP-4.2.2/A-11/1-KONV-212-29 jelű projekt részeként az Új Széchenyi Terv keretében az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. 15
Köszönöm a megtisztelő figyelmüket! 16