ENGINEERINGNET.BE - In veel industriële systemen stroomt er heet water door extra stevige buizen. Deze buizen worden ontworpen met kennis uit kleine schaalmodellen.
Maar deze stroming laat zich slecht schalen: vloeistoffen stromen anders door een buis van 2 cm dan door een buis van 2 meter. Om te compenseren voor deze fout, gebruiken ontwerpers eenvoudigweg een buis met een extra dikke wand.
Door kennis vergaard met de nieuwe kookbuis van de Nederlandse TU Eindhoven (TU/e), kan stroming op grote schaal beter begrepen worden, kunnen veiligere installaties ontworpen worden en hoeft minder materiaal verkwist te worden.
De kookbuis is uniek door de lengte van 9 meter en de twee kijkvensters. Op elk kijkvenster staat een camera gericht die op hoge snelheid registreert hoe de vloeistof zich gedraagt. De buis is berekend op stromend water met een druk tot 40 bar en een temperatuur tot 250°C.
Omdat het water dan kookt, ontstaat er een zogenaamd tweefasen-systeem: een deel van het water blijft vloeibaar en een deel wordt gasvormig stoom. Hoe die twee fasen door elkaar stromen, het stromingspatroon, hangt af van de precieze temperatuur en druk.
Een temperatuur-druk-kaart van dat stromingspatroon is te gebruiken om installaties veiliger en efficiënter te maken. Er is zo meer begrip over hoe heet water zich gedraagt, waardoor buizen niet overdreven verstevigd uitgevoerd hoeven te worden, terwijl op andere plekken wellicht onverwachte zwakke plekken ontdekt kunnen worden.
De waterdamp kan bijvoorbeeld onschuldige kleine belletjes vormen, of juist grotere bellen waardoor een opstelling hevig kan gaan schudden.
Typische toepassingen voor dit onderzoek zijn energiecentrales die gebruik maken van een stoomturbine, verschillende systemen in de chemische industrie (zoals reactoren op hoge temperatuur voor de productie van plastics en olie), en koeling in de voedingsmiddelenindustrie.
Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met onder meer Stork, Siemens, Essent en de Nuclear Research Group (NRG).
