Puidukuivatite simuleerimine
•Als PPTX, PDF herunterladen•
0 gefällt mir•812 views
Vahur Zadini ettekanne 14.01.2016 Tsentris seminaril "Millist puidukuivatit vajab Eesti puidutööstuse ettevõte?"
Empfohlen
Empfohlen
Weitere ähnliche Inhalte
Mehr von Tsenter
Mehr von Tsenter (20)
Puidukuivatite simuleerimine
- 2. IMS-i ülevaade • EAP kunstlihased • Simulatsioonid • Kompaktne lineaarpõrguti(CERN) • Mikroakud • Polümeer elektrolüüdid • Kunstlihased • Optimaalsed disainid • Vedelikudünaamika Engineering • SHEE • FITS.ME • Design of large scale equipment (1MW tuulegeneraatori osad, martäänahjud,..) Kompuuternägemine: • Pilditöötlus(superresolutioon) • Inimese-arvuti interaktsioonid (emotsioonide mõistmine) • Arvutigraafika(3D kaart) V. Zadin, University of Tartu
- 3. SHEE – Self Deployable Habitat for Extreme Environments V. Zadin, University of Tartu
- 4. Arvutisimulatsioonid IMS-is • Kõik simulatsioonid alates atomistlikest kuni makroskoopilistenid – Alates DFT-st kuni lõplike elementide meetodini • Võimekus arendada ja rakendada uusi metoodikaid • Võimekus läbi viia multiskaala simulatsioone – Mehaanika – Soojuse, massi transport V. Zadin, University of Tartu
- 5. Puidukuivatite simuleerimine • Odav – tehnilise lahenduse testimiseks ei pea reaalset seadet (kuivatit) ehitama • Paindlik – lahenduse leidmine spetsiifilistele probleemile
- 6. Puidukuivatite modelleerimise põhimõtted Temperatuur kuivatis ja puidus Puidu niiskussisaldus Õhu niiskussisaldus Õhu liikumine Tihedalt pakitud materjali simuleerimine: • Geomeetriline mudel kõigi detailide jaoks • Keskmistatud materjali jaotus Kasutatav metoodika publitseeritud rahvusvahelises eelretsenseeritud teadusajakirjas* *Zadin, V., Kasemägi, H., Valdna, V., Vigonski, S., Veske, M., & Aabloo, A. (2015). Application of multiphysics and multiscale simulations to optimize industrial wood drying kilns. Applied Mathematics and Computation. V. Zadin, University of Tartu
- 7. Puidukuivati disaini optimeerimine • Halupuidu kuivatamine – odav, lihtsalt ehitatav, samas vajadustele kohandatud kuivati • Lahendatud kuus erinevat juhtumit Eesti väikeettevõtetele • Kõik ettevõtted said EAS-i toetusi V. Zadin, University of Tartu
- 8. Õhu liikumine kuivatis • Ühtlane õhuvool tagab ühtlase kuivamise! • Õhu voolu jaotus on optimeerimise lähtepunkt • Lõpptulemus sõltub olulisel määral nii kasutatavatest ventilaatoritest kui ka võimalikest geomeetrilistest piirangutest • Geomeetria optimeerimine aitab saavutada ühtlas õhu voolu jaotust kõrgetel vent. kiirustel vin=8m/s vin=5m/svin=8m/s V. Zadin, University of Tartu
- 9. Kuivamise dünaamika vin=5m/s vin=8m/s vin=8m/s V. Zadin, University of Tartu
- 10. Väikesemahuline, enrgiatõhus kuivatamine • Päikeseenergia kasutamine puidu kuivatamiseks • Tisleripuidu kuivatamine • Aeglane, tsükleeriv ja automaatsel niiskust reguleeriv kuivatussüsteem • Energiakulu kuivatamisel minimaalne • Efektsiivselt rakendatav suvekuudel
- 11. Õhu liikumine kuivatis V. Zadin, University of Tartu
- 12. Temperatuuri jaotused kuivatis • sissepuhe peal, 1h ja 2h peale kütmise alustamist V. Zadin, University of Tartu
- 13. Puidu niiskussisaldus kuivatamistsükli vältel V. Zadin, University of Tartu
- 14. Kokkuvõte • Puidu kuivamise detailne rekonstrueerimine terve kuivati ulatuses • Õhu liikumise, temperatuuri ja niiskuse jälgimine igas kuivatuskambri punktis • Võimalus optimeerida kuivatamise protsessi, kuivatuskambri kuju või kuivatatava materjal jaotust • Võimalus testida uudseid lahendusi enne tegeliku seadme ehitust! V. Zadin, University of Tartu
- 17. Coupled mass, heat and moisture transport • Navier-Stokes eq. or k-e model for air flow • Brinkman equation (NS for porous media) for air flow in wood stacks 𝜕 𝜕𝑡 𝜌𝑌 + 𝛻 ∙ (𝜌𝐮𝑌) = 𝛻 ∙ 𝜌𝐷𝛻𝑌 + 𝐽𝑣𝑜𝑙 𝜌w d𝑤 𝑑𝑡 = −𝐽𝑣𝑜𝑙 𝐽𝑣𝑜𝑙 = 𝑎 𝑠𝑝𝑒𝑐 𝛼 𝑚(𝑤 − 𝑤∗ ) 𝜌𝐶 𝑝 𝜕𝑇 𝜕𝑡 + 𝜌𝐶 𝑝 𝐮 ∙ 𝛻𝑇 = 𝛻 ∙ 𝜅𝛻𝑇 + 𝑄 Moisture balance: Heat balance: 𝑄 = −𝜆 ∙ 𝐽𝑣𝑜𝑙 −𝒏 ∙ −𝜅𝛻𝑇 = ℎ(𝑇𝑒𝑥𝑡 − 𝑇) Homogenization of drying material: 𝜅 𝑒𝑞 = 𝜃 𝑤 𝜅 𝑤 + 𝜃 𝑎𝑖𝑟 𝜅 𝑎𝑖𝑟 (𝜌𝐶) 𝑒𝑞 = 𝜃 𝑤 𝜌 𝑤 𝐶 𝑤 + 𝜃 𝑎𝑖𝑟 𝜌 𝑎𝑖𝑟 𝐶 𝑎𝑖𝑟 𝑎 𝑠𝑝𝑒𝑐 = 3𝜃 𝑤 𝑟𝑒𝑓𝑓 Optimization (uniform horizontal flow): 𝐹 = 1 𝑉 𝑢 𝑦 2 𝑑𝑉 + 1 𝑉 𝑢 𝑥 − 𝑢 𝑥 2 𝑑𝑉 BOBYQA gradient free method V. Zadin, University of Tartu