Numerieke Berekeningen aan een Spleetblazer, uit het Oogpunt van
Trekkrachtgeneratie in een Nonwoven-produktieproces
D. Lanser
Centrum voor Wiskunde en Informatica
afdeling MAS1.1, Environmental Mathematics
Kruislaan 413
1098 SJ Amsterdam
tel : 020-5924077
Akzo Nobel is een belangrijke producent van zgn. nonwovens of
spinvliezen. Een nonwoven, ofwel een niet-gewevene, is opgebouwd uit
random over elkaar gelegde draadjes, filamenten, die op een of andere
wijze met elkaar tot een "weefsel" zijn verbonden. Bij Akzo Nobel wordt
onderzoek verricht naar een nieuw nonwoven-produktieproces, waarin een
essentiele rol is weggelegd voor de spleetblazer.
Om de filamenten te
versterken en door het produktieproces te transporteren wordt in de
spleetblazer een trekkracht op de filamenten
uitgeoefend. Deze trekkrachtgeneratie vindt plaats door onder hoge druk
lucht
langs de filamenten te blazen. Dankzij het snelheidsverschil tussen de
perslucht en de filamenten wordt de benodigde schuifspanning geleverd.
Met de aanvoer van de perslucht gaan relatief hoge kosten gepaard.
Een aanknopingspunt voor kostenreductie wordt gevormd door een
verbreding in de
blazergeometrie, welke essentieel blijkt te zijn voor de generatie van
voldoende trekkracht. Mijn afstudeeronderzoek is erop gericht geweest
door
numerieke berekeningen aan de luchtstroming in verschillende
blazergeometrieen meer inzicht te verkrijgen in de
trekkrachtverhogende
werking van de verbreding. De luchtstroming is daartoe gemodelleerd met
behulp van de 2D Navier-Stokes vergelijkingen onder de aanname dat de
perslucht een ideaal gas is.
In deze voordracht besteden we aandacht aan de randvoorwaarden
waarmee het model is uitgebreid. Vervolgens komen de numerieke
discretisatiemethode en de oplosmethode ter sprake. Als
discretisatiemethode is gekozen voor een eerste orde upwindschema
volgens Osher. Dit schema is zeer geschikt voor de discretisatie van
compressibele problemen. Als oplosmethode is een multigridmethode
gebruikt,
die is uitgebreid met een preconditionering, waardoor in regionen met
een
laag Machgetal geen convergentie problemen optreden.
Afsluitend komen de
resultaten van drie numerieke tests aan bod, waarin resp.
Reynoldsvariaties en
breedte- en hoogtevariaties in een blazergeometrie met
diffusorverbreding zijn toegepast. Aan de hand van deze resultaten
bespreken we twee mogelijke verklaringen voor de effectiviteit van
de verbreding in de geometrie en doen we enkele suggesties omtrent
geometrieveranderingen, die ten goede komen aan trekkrachtverhoging
en/of kostenreductie.
Contact information:
Kees Vuik
Back to
alumni meeting page, or
home page of Kees Vuik
Last modified on
25-09-2003 by Kees Vuik