Regelbare DC voedingen voor TU/e onderzoeks-waterkoker van 100 kW
Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven gebruiken een negen meter lange ‘kookbuis’ om onderzoek te doen naar het gedrag van de combinatie van stoom en heet water die samen door een pijp stromen. Het systeem is ontworpen voor water-stoom stromingen met een druk tot 40 bar en een temperatuur tot 250 graden Celsius. Door de druk en water temperatuur te variëren, kan men bepalen wat de ideale verhouding is van een combinatie van stoom en water voor bijvoorbeeld een maximale warmte afvoer.
Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven gebruiken een negen meter lange ‘kookbuis’ om onderzoek te doen naar het gedrag van de combinatie van stoom en heet water die samen door een pijp stromen. Het systeem is ontworpen voor water-stoom stromingen met een druk tot 40 bar en een temperatuur tot 250 graden Celsius. Door de druk en water temperatuur te variëren, kan men bepalen wat de ideale verhouding is van een combinatie van stoom en water voor bijvoorbeeld een maximale warmte afvoer. Deze kookbuis is nieuw en bijzonder vanwege de grootte (negen meter hoog) en de mogelijkheid het stromingspatroon met camera’s vast te leggen.
Stromingspatroon tegen gevaarlijke bellen
Omdat het water dan kookt, ontstaat er een zogenaamd twee fasen 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 temperatuur, druk, stoomfractie, snelheden van de verschillende fases en andere parameters. Een stromingspatroon kaart van de gemeten stromingspatronen kan vervolgens gebruikt worden om installaties veiliger en efficiënter te maken.
Magna-Power regelt de verhitting
Om een gelijkmatige verwarming tot het verzadigingspunt en tijdens de verdamping te garanderen is extra aandacht besteed aan de heaters. Voor beide verwarmingselementen, de voorverwarmer en de verwarming van het testgedeelte, zijn meerdere opties overwogen. Het hoofddoel van de voorverwarming is het verwarmen van het onderkoelde mengsel met een voor gedefinieerde verhouding van vloeistof en damp. De testsectie zal ofwel de stromingstoestand behouden of extra warmte toevoegen om een nieuw stromingsregime te bereiken.
De voorverwarmer bestaat uit een bijna vier meter lange roestvrijstalen buis met een binnendiameter van 20 mm en wanddikte van 2.5 mm. De stroom die nodig is om 70 kW aan verwarmingsvermogen op te wekken, kan worden afgeleid uit de elektrische weerstand van het buismateriaal. Deze bedraagt 18 mΩ bij 100 °C en 20 mΩ bij 250 °C over de vier meter lengte. Bij 100 °C is een stroom van 1950 A en een spanning van 36,8 V nodig. De Magna-Power voeding MTA50-2000 levert hier het elektrisch vermogen. Er is een hogere spanning gekozen zodat gecompenseerd kan worden voor de verliezen in de verbindingen tussen voeding en preheater. Met dikke koperen strips met een weerstand van 15 µΩ per meter is de verbinding gemaakt. De sense-wires van de Magna-Power voeding zijn aangesloten op de aansluitpunten op de voorverwarmerbuis zelf waardoor de spanning over het verwarmingsdeel zelf gemeten wordt. Zo wordt voor de verliezen in de aansluiting gecompenseerd bij het bepalen van het toegevoegde vermogen aan de voorverwarmer.
Stromingspatroon tegen gevaarlijke bellen
Omdat het water dan kookt, ontstaat er een zogenaamd twee fasen 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 temperatuur, druk, stoomfractie, snelheden van de verschillende fases en andere parameters. Een stromingspatroon kaart van de gemeten stromingspatronen kan vervolgens gebruikt worden om installaties veiliger en efficiënter te maken.
Magna-Power regelt de verhitting
Om een gelijkmatige verwarming tot het verzadigingspunt en tijdens de verdamping te garanderen is extra aandacht besteed aan de heaters. Voor beide verwarmingselementen, de voorverwarmer en de verwarming van het testgedeelte, zijn meerdere opties overwogen. Het hoofddoel van de voorverwarming is het verwarmen van het onderkoelde mengsel met een voor gedefinieerde verhouding van vloeistof en damp. De testsectie zal ofwel de stromingstoestand behouden of extra warmte toevoegen om een nieuw stromingsregime te bereiken.
De voorverwarmer bestaat uit een bijna vier meter lange roestvrijstalen buis met een binnendiameter van 20 mm en wanddikte van 2.5 mm. De stroom die nodig is om 70 kW aan verwarmingsvermogen op te wekken, kan worden afgeleid uit de elektrische weerstand van het buismateriaal. Deze bedraagt 18 mΩ bij 100 °C en 20 mΩ bij 250 °C over de vier meter lengte. Bij 100 °C is een stroom van 1950 A en een spanning van 36,8 V nodig. De Magna-Power voeding MTA50-2000 levert hier het elektrisch vermogen. Er is een hogere spanning gekozen zodat gecompenseerd kan worden voor de verliezen in de verbindingen tussen voeding en preheater. Met dikke koperen strips met een weerstand van 15 µΩ per meter is de verbinding gemaakt. De sense-wires van de Magna-Power voeding zijn aangesloten op de aansluitpunten op de voorverwarmerbuis zelf waardoor de spanning over het verwarmingsdeel zelf gemeten wordt. Zo wordt voor de verliezen in de aansluiting gecompenseerd bij het bepalen van het toegevoegde vermogen aan de voorverwarmer.
