LEVEGŐZTETETT HOMOKFOGÓK KERESZTMETSZETI VIZSGÁLATA NUMERIKUS ÁRAMLÁSTANI SZIMULÁCIÓVAL

Hasonló dokumentumok
SZAKDOLGOZAT VIRÁG DÁVID

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Folyami hidrodinamikai modellezés

Különböző öntészeti technológiák szimulációja

I. A CFD alkalmazási területei Néhány érdekes korábbi CFD projekt

Szívókönyökök veszteségeinek és sebességprofiljainak vizsgálata CFD szimuláció segítségével

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere

BME HDS CFD Tanszéki beszámoló

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

A mikroskálájú modellek turbulencia peremfeltételeiről

Készítette: Gönczi Gábor. Fővárosi Vízművek Zártkörűen Működő Részvénytársaság

Belsőégésű motor hengerfej geometriai érzékenység-vizsgálata Geometriai építőelemek változtatásának hatása a hengerfej szilárdsági viselkedésére

Projektfeladatok 2014, tavaszi félév

Hidraulikus váltó. Buderus Fűtéstechnika Kft. Minden jog fenntartva. Készült:

Az úszás biomechanikája

3. PÉLDÁK AZ ÖNTÉSZETI SZIMULÁCIÓ FOLYAMATÁRA ÉS EREDMÉNYEINEK HASZNOSÍTÁSÁRA

Korrodált acélszerkezetek vizsgálata

Hulladékfogadás, együttes rothasztás, biogáz hasznosítás hatékonyságának növelése a DÉL-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN

2D hidrodinamikai modellek alkalmazása a Duna alsó szakaszán a kisvízi szabályozásban

Gázturbina égő szimulációja CFD segítségével

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Q

Numerikus szimuláció a városklíma vizsgálatokban

HÍDTARTÓK ELLENÁLLÁSTÉNYEZŐJE

Overset mesh módszer alkalmazása ANSYS Fluent-ben

TECHNOLÓGIA SZENNYVÍZISZAPOK TPH TARTALMÁNAK CSÖKKENTÉSÉRE

Mikrobiológiai üzemanyagcellák szervesanyag-eliminációs hatékonyságának vizsgálata

Kassai Zsófia üzemeltetési csoportvezető Fővárosi Csatornázási Művek Zrt április 19.

MLTSZ Szakmai Konferencia

Nagy szennyvíztisztító telepek anoxikus medencéinek áramlási viszonyai

Szabó Anita Egyetemi adjunktus BME Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék. Előülepítő. Eleveniszapos Utóülepítő. Fölösiszap. Biogáz.

Nitrogén és foszfor eltávolítás folyamatának optimalizálása az Észak-pesti Szennyvíztisztító Telepen

CFX számítások a BME NTI-ben

Anaerob fermentált szennyvíziszap jellemzése enzimaktivitás-mérésekkel

Kis szennyvíztisztítók technológiái - példák

Alagútfalazat véges elemes vizsgálata

KÖSZÖNTJÜK HALLGATÓINKAT!

Artériás véráramlások modellezése

Pécsi Tudományegyetem Pollack Mihály Műszaki Kar Környezetmérnöki Tanszék

Mérések és adatok a kézilabdázók teljesítményének prognosztizálásában és növelésében

KlimAdat Az éghajlatváltozás magyarországi hatásainak feltérképezése regionális klímamodellszimulációk

Aktuális CFD projektek a BME NTI-ben

PANNON Egyetem. A szennyvíztisztítás fajlagos térfogati teljesítményének növelése. Dr. Kárpáti Árpád március 28.

fűtőteljesítmény 10 W ventilátor nélkül névleges üzemi feszültség ( )V AC/DC

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Artériás véráramlások modellezése

Szádfal szerkezet ellenőrzés Adatbev.

Molekuláris dinamika I. 10. előadás

XVII. econ Konferencia és ANSYS Felhasználói Találkozó

Talajok nedvességtartalmának megtartását célzó készítmény hatásvizsgálata

TxRail-USB Hőmérséklet távadó

Korszerű eleveniszapos szennyvízkezelési eljárások, a nitrifikáció hatékonyságának kémiai, mikrobiológiai vizsgálata

HULLADÉKHASZNOSÍTÁS AZ ÉSZAK-PESTI SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN Román Pál - Fővárosi Csatornázási Művek Zrt.

Ellenörző számítások. Kazánok és Tüzelőberendezések

Gyakorlat 04 Keresztmetszetek III.

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

Mikrobiológiai üzemanyagcella alapvető folyamatainak vázlata. Két cellás H-típusú MFC

Diplomamunkám felépítése

Térfogatáram hagyományos mérése

Vérkeringés. A szív munkája

Abszorpció, emlékeztetõ

Fotovillamos és fotovillamos-termikus modulok energetikai modellezése

Ipari és kutatási területek Dr. Veress Árpád,

Fiziko-kémiai módszerek a finomkémiai ipar hulladékvizeinek kezelésére

A mechanikai tisztítás gépei, mint a költségcsökkentés eszközei

Kizárólag oktatási célra használható fel!

Tiszai árvízvédelmi töltések károsodásainak geotechnikai tapasztalatai

A hangfrekvenciás solásban sban. BME Villamos Energetika Tanszék Villamos Művek M

ÉPÜLETEK REKONSTRUKCIÓS TERVEZÉSE Helyi műemlékvédelem alatt álló épület felújítása

2. Junior szimpózium december 9. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem. A pápai szennyvíztisztító telep szabályozásának sajátosságai

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése. Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék

Hidraulikus hálózatok robusztusságának növelése

Úszó fedlapok hatásának vizsgálata nem levegőztetett eleveniszapos medencék működésére nagyüzemi helyszíni mérésekkel és matematikai szimulációval

Síklapokból álló üvegoszlopok laboratóriumi. vizsgálata. Jakab András, doktorandusz. BME, Építőanyagok és Magasépítés Tanszék

A mintavétel, az online mérések és a laboratóriumi analízis egymásra épülő rendszere a Budapesti Központi Szennyvíztisztító Telepen

A felelős üzemeltetés és monitoring hatásai

A TERVEZETT M0 ÚTGYŰRŰ ÉSZAKI SZEKTORÁNAK 11. ÉS 10. SZ. FŐUTAK KÖZÖTTI SZAKASZÁN VÁRHATÓ LÉGSZENNYEZETTSÉG

Dr. Kalló Noémi. Termelés- és szolgáltatásmenedzsment. egyetemi adjunktus Menedzsment és Vállalatgazdaságtan Tanszék. Dr.

Kiválósági ösztöndíjjal támogatott kutatások az Építőmérnöki Karon c. előadóülés

Pécsi Tudományegyetem Pollack Mihály Műszaki Kar Környezetmérnöki Tanszék

TARTÓ(SZERKEZETE)K. 8. Tartószerkezetek tervezésének különleges kérdései (állékonyság, dilatáció, merevítés) TERVEZÉSE II.

Villamos gáztisztítók - mit hoz a jövı?

Szakmai nap Nagypontosságú megmunkálások Nagypontosságú keményesztergálással előállított alkatrészek felület integritása

A biztonsággal kapcsolatos információk. Model AX-C850. Használati útmutató

KÉPLÉKENYALAKÍTÁS ELMÉLETI ALAPJAI

Autonóm járművek városi közlekedésének kihívásai

Magyar Elektrotechnikai Egyesület. Elektrosztatikai. rendelet. Dr.Szedenik Norbert BME VET

Reológia Mérési technikák

VII. Zárt terek hőérzeti méretezési módszerei

A Rába nagyvízi mederkezelését megalapozó 2D lefolyásmodellezés

Alumínium ötvözetek aszimmetrikus hengerlése

Hidraulika. 1.előadás A hidraulika alapjai. Szilágyi Attila, NYE, 2018.

Technikai áttekintés SimDay H. Tóth Zsolt FEA üzletág igazgató

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

A vizsgálatok eredményei

A Fıvárosi Vízmővek ZRt. vízellátó hálózatának mőtárgyainak vizsgálata

FAM eszközök vizsgálatára vonatkozó szabványok felülvizsgálata

Molekuláris dinamika. 10. előadás

FÉLMEREV KAPCSOLATOK NUMERIKUS SZIMULÁCIÓJA

Hajdúnánás geotermia projekt lehetőség. Előzetes értékelés Hajdúnánás

Átírás:

LEVEGŐZTETETT HOMOKFOGÓK KERESZTMETSZETI VIZSGÁLATA NUMERIKUS ÁRAMLÁSTANI SZIMULÁCIÓVAL KÉSZÍTETTE: MADARÁSZ EMESE (DOKTORANDUSZ, BME VKKT) KONZULENS: DR. PATZIGER MIKLÓS (EGYETEMI DOCENS, BME VKKT) 2016.02.19.

LEVEGŐZTETETT HOMOKFOGÓ (HF) A SZENNYVÍZTISZTÍTÓ TELEPEN A homokfogók meghatározó műtárgyai a tisztításnak és energiatermelésnek: homok hatékony leválasztása, így a további technológiai egységek védelme (koptatás mérséklése, műtárgyak feltöltődésének megakadályozása) szerves szubsztrátok, iszap leülepedésének megakadályozása (kell a biomassza felépítéshez; magasabb biogázkihozatal a rothasztás során, és abból nyert elektromos energia). Ennek elérése egyoldali levegőztetés optimalizálásával és a geometria célszerű kialakításával lehetséges.

KERESZTMETSZET MENTÉN ZAJLÓDÓ FOLYAMATOK Egyoldali (aszimmetrikus) levegőztetés keresztmetszet menti hengeráramlás gerjesztésére Zsír Örvények Zsírcseppek Turbulens nyírófeszültség Homok Homokszemcse W.Gujer, 2002 Nagy szervesanyagtartalmú iszappehely

KUTATÁSOM CÉLKITŰZÉSE A KÖVETKEZŐ KÉRDÉSEK MEGVÁLASZOLÁSA: Az előbb említett elméleti keresztmetszet menti áramlási struktúrákhoz képest valójában milyen keresztmetszet menti áramlási struktúrák alakulnak ki? Hogyan lehet ezeket áramlástani szimulációs modellben leképezni? (különös tekintettel: víz-levegő többfázisú áramlásra) Hogyan befolyásolja a légbefúvás intenzitás a keresztmetszet menti áramlási folyamatokat és milyen intenzitásnál alakul ki a leghatékonyabb működést segítő keresztmetszet menti áramláskép? Milyen hatással van a keresztmetszet kis beruházási igényű változtatása a légbefúvás szükséges mértékére és a működési hatékonyságára? A fenti kérdések megválaszolására nincs releváns publikáció, mely a nemzetközi tervezési irányelvek kidolgozásának, átdolgozásának alapját képezhetné.

KUTATÁSI MÓDSZERTAN

A MODELL FELÉPÍTÉSE: A VIZSGÁLT LEVEGŐZTETETT HF Hirschbeck, 2010.

A MODELL FELÉPÍTÉSE: LEKÉPEZÉS MENETE Geometria és modell felépítése Kalibráció Verifikáció Többfázisú Peremfeltételek Euler-Euler definiálása modell Rácsháló élhossz: 5 cm Többfázisú impulzusegyenletben EULER-EULER modell alkalmazása Légbuborék diszperziós erő; átmérő: felületi 6 feszültség) mm, Turbulenciamodell: rng k- ε 0,5 Nm 3 /m 3 h légbevitel intenzitás Víz-levegő fázis közötti interakció leképzése fáziscsatoló tagokkal az (Ellenállás; súrlódás; felhajtóerő; nedvesítő erő; turbulens Légbuborék átmérő: 6 mm Turbulenciamodell: rng k- ε Turbulenciamodellek: 1,0 Nm 3 /m 3 s k-ε, rng k-ε, k-ω h légbevitel intenzitás Cfl szám <1, időlépés 0,25 s, szimulált időtartam: 10 perc

VIZSGÁLATOK Érzékenységvizsgálatok Modellvizsgálatok (kalibrált-verifikált modellel) Falérdesség (0; 0,4; 0,8 mm) Légbefúvás intenzitás (+10%; -10%) Kezdeti légbuborékátmérő (4, 6, 8 mm) Turbulenciamodell (s k-ε, k-ω) Légbefúvás intenzitás hatása (0,6; 0,8; 1,0; 1,6 Nm 3 /m 3 h), a geometria kis beruházási igényű változtatásának hatása, a keresztetszet menti áramlási struktúrákra és a homokfogó hatékonyságára

EREDMÉNYEK: kalibráció verifikáció érzékenységvizsgálatok.

EREDMÉNYEK- KALIBRÁCIÓ, ÁRAMLÁSI KÉP

EREDMÉNYEK- KALIBRÁCIÓ

EREDMÉNYEK-VERIFIKÁCIÓ

EREDMÉNYEK-FALÉRDESSÉG ÉRZ.VIZSG

EREDMÉNYEK-LÉGBEFÚVÁS INT. ÉRZ.VIZSG

EREDMÉNYEK-KEZDETI LÉGBUBORÉKÁTMÉRŐ ÉRZ.VIZSG

EREDMÉNYEK-TURBULENCIAMODELL ÉRZ.VIZSG

ÉRZÉKENYSÉGVIZSGÁLATOK EREDMÉNYEINEK ÖSSZEFOGLALÁSA A kalibrált verifikált modell robosztus: Érdességmagasság, Kezdeti légbuborékátmérő, Légbefúvás intenzitás kismértékű (+10%, -10%) változtatása tekintetében. A modell érzékeny: Turbulenciamodell tekintetében.

EREDMÉNYEK: légbefúvás intenzitás hatása geometria kis beruházási igényű változtatása.

0,6 Nm 3 /m 3 h 0,8 Nm 3 /m 3 h 1,0 Nm 3 /m 3 h 1,6 Nm 3 /m 3 h Ára m- kép TKE elos z-lás

V max [m/s] τ max [m/s] 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 v max. a medencefenéken y = -0,0615x 2 + 0,2743x + 0,1182 R² = 0,999 Ajánlott tartomány 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 Légbefúvás intenzitás [Nm 3 /m 3 h] τ max. a medencefenéken y = -0,103x 2 + 0,6035x + 0,0197 R² = 0,9986 Ajánlott tartomány maximális sebességek a fenéken fenék-csúsztatófeszültség maximumok 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 Légbefúvás intenzitás [Nm 3 /m 3 h]

0,6 Nm 3 /m 3 h 0,8 Nm 3 /m 3 h 1,0 Nm 3 /m 3 h 1,6 Nm 3 /m 3 h Ára m- kép TKE elos z-lás

0,6 Nm 3 /m 3 h 0,8 Nm 3 /m 3 h 0,6 Nm 3 /m 3 h 1,6 Nm 3 /m 3 h

Eredeti fenékvonal

ÖSSZEFOGLALÁS I. Kifejlesztettem a vizsgált HF keresztmetszet kétfázisú Euler-Euler típusú numerikus áramlástani modelljét Kalibráció és verifikáció: München I homokfogóján több üzemállapotra kiterjedő ADV áramlásméréseinek eredményeivel Változtatható paraméterek felvétele (jellemző kezdeti buborékméret, levegő és vízfázis fizikai tulajdonságai) helyszíni, félüzemi, ill. laboratóriumi mérések alapján A modell ellenőrzése érzékenységvizsgálat sorozattal történt (falérdesség,kezdeti átlagos buborékméret, légbefúvás intenzitás mértéke, turbulenciamodell) A vizsgált levegőztetett HF keresztmetszet menti áramlási struktúráit a 2D modell kellő pontossággal leképezi

ÖSSZEFOGLALÁS II. A légbefúvás intenzitás változtatása döntő hatással van a sebesség és turbulencia eloszlásra, növelésével nő a hengeráramlás térfogatárama és sebessége A sík fenekű keresztmetszet kialakítás, 0,6 Nm 3 /m 3 h (legkisebb) légbefúvás intenzitás alkalmazásával kialakuló fenék-csúsztatófeszültségek a vizsgált frakciótartomány -0,1-3 mm- kritikus csúsztatófeszültség eredményeihez képest magasak felkeveredést eredményez Homokgyűjtő vályú kialakítással a keresztmetszetben csökken a hengeráramlás térfogatárama és sebessége (eredeti fenéksíkot vizsgálva: 30 cm/s 15-20 cm/s, vályú fenekén: 5-7 cm/s) Jóval alacsonyabb fenék-csúsztatófeszültségek a vályúban a vizsgált frakciótartomány kritikus csúsztatófeszültség értékeinél felkeveredés így nem jön létre!

ÖSSZEFOGLALÁS III. Ajánlás a vizsgált homokfogóra: Javasolt légbefúvás intenzitás gyűjtővályú nélkül: max 0,4 Nm 3 /m 3 h Javasolt légbefúvás intenzitás gyűjtővályúval: 0,6-1,0, max 1,4-1,6 Nm 3 /m 3 h (zápor) Az értékek pontosítása érdekében minden homokfogó műtárgyat különkülön részleteiben kell vizsgálni!

KÖSZÖNÖM A MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET!

TÁVLATI KUTATÁSI CÉLKITŰZÉS A modell alkalmas a hatékonyság szempontjából a geometria és légbefúvás intenzitás összhangjának vizsgálatára, ezáltal jó kiindulási alapot szolgáltat a 3D megközelítéshez Keresztmetszet menti folyamatok és hosszirányú áramlási struktúrák közötti összefüggések feltárása három dimenziós megközelítéssel Homokfrakció transzportjának beépítése a numerikus áramlástani modellbe, mérési módszertan kidolgozása a csatornahálózati homok fizikai és ülepedési tulajdonságainak számszerűsítésére