Eindige elementen modellering van termische processen met fase
overgangen
Abdelhaq Abouhafc
Plaats van afstuderen:
TNO Science and Industry
Schoemakerstraat 97
2628 VK
Delft
start van afstuderen: september 2006
In december 2006 is de
scriptie
verschenen en een
presentatie
gegeven.
De afstudeeropdracht is in juni 2007 afgerond met het schrijven van
het afstudeerverslag en het geven van de
afstudeervoordracht.
Huidige adresgegevens etc. zijn te vinden op onze
alumnipagina.
Korte omschrijving van de afstudeeropdracht:
Toe- en afvoer van warmte en massa aan een product is iets wat bij veel
processen in de industrie voorkomt. Bijvoorbeeld: stoom productie, het
bevriezen en drogen van producten. Het verbeteren van de kwaliteit van
het product is het doel van fysische en chemische modellen. Bij deze
modellen moet een verzameling van warmte en massa vergelijkingen
opgelost worden als functie van de plaats en de tijd. De druk wordt
constant veronderstelt, terwijl de temperatuur en de concentratie
gekozen worden als de toestands variabelen. Als een fase verandering
plaatsvindt tijdens deze processen, dan wordt het model veel
gecompliceerder. In zo'n geval is het gebruik van de temperatuur en de
concentratie onvoldoende om het proces te beschrijven. Extra variabelen
zoals de vaste stof, vloeistof en damp fracties zijn dan ook nodig.
Deze processen komen voor bij de olie raffinage
Het simulatie model moet zo zijn dat de correcte vergelijkingen gebruikt
worden gedurende de simulatie. Hierbij moet er rekening gehouden worden,
dat de fase verandering slechts gedurende een gedeelte van het proces
plaatsvinden. De simulatie van warmte processen met fase veranderingen
is gewoonlijk nogal lastig, omdat er verschillende vergelijkingen
opgelost moeten worden in de verschillende fasen. Het veranderen van de
ene set van vergelijkingen naar de andere set kan leiden tot
instabiliteiten van de numerieke oplossing.
Verder zijn er veel input parameters nodig, zoals de specifieke warmte
en de dichtheden van alle fasen en de latente warmte.
Het doel van dit project is de combinatie van het dichtheids-enthalpie
fase diagram met eindige elementen methoden. De eindige elementen
methode kan gebruikt worden om de transport vergelijkingen (massa,
warmte en impuls) op te lossen en het dichtheids-enthalpie
fase diagram geeft de benodigde thermodynamische constanten. De
permeabiliteit, viscositeit en de warmte geleiding zijn erg belangrijk
in dit geval. De ontwikkelde modellen kunnen gebruikt worden om de
processen en de product kwaliteit te optimaliseren.
Het dichtheids-enthalpie
fase diagram voor water
Contact informatie:
Kees
Vuik
Terug naar de
home page
of de
afstudeerpagina van Kees Vuik
English