Der Bericht beschreibt die Arbeiten zur CFD-Modellentwicklung zur Beschreibung des Fasertransportes in einer Wasserströmung, die im Unterauftrag der Hochschule Zittau/Görlitz erfolgten. Während die experimentellen Arbeiten zu dieser Thematik in Zittau durchgeführt wurden, lag der Schwerpunkt der theoretischen Arbeiten in Rossendorf. Im Arbeitspunkt EZ 1 des Projektantrages ist die Erweiterung der Einzeleffektuntersuchungen vorgesehen. Die entsprechenden Modellansätze zum Partikeltransport sind im Kapitel 3.1. beschrieben. Die Modellanpassung und Validierung ist in 3.2 und 3.3 dargestellt. Der Fasertransport in einer Wasserströmung wird durch Jet-Phänomene bestimmt. Untersuchungen dazu sind im EZ3.1 des Projektantrages: 3D-Phänomene infolge Blasenmitriss vorgesehen und die Modellansätze und der Vergleich zu Experimenten in den Kapiteln 4.1 bis 4.3 dargestellt. Des Weiteren wird der Einfluss auf den Ausgleich der Temperatur für den Fall untersucht, dass der Jet kälter als die Wasservorlage im Tank ist. Dieser Abschnitt entspricht damit der EZ3.2 des Antrages: 3D-Phänomene infolge Temperaturdifferenzen. Im Kapitel 4.4 wird auf die Strömungsvorgänge in der Zittauer Strömungswanne eingegangen und damit der Punkt EZ4 des Antrages: Integraluntersuchungen bearbeitet. Kapitel 5 beschreibt die Entwicklung eines Sieb-Modells, das die Faser-Kompaktierung berücksichtigt und auf der Darcy-Gleichung basiert. Die Modellparameter werden an Experimenten in Zittau justiert. Diese Experimente wurden für verschiedene Materialien durchgeführt und mit deren Hilfe ein Koeffizientenkatalog erstellt. Das Modell wurde in den CFD-Code CFX implementiert und anhand einiger Anwendungsbeispiele demonstriert.

<p>This thesis was done at Siemens Industrial Turbomachinery AB in Finspång.</p><p>Placed in the inlet to a steam turbine is a filter, a steam strainer, which separates particles and larger objects from the steam. These particles and objects will cause solid particle erosion in the actual turbine if they pass by. The strainer is exposed to large pressure drops when clogged, i.e., static loads which require a good creep resistance in the material. The temperature of the steam in the turbines is increased in order to deliver more energy; today’s turbines are dimensioned for almost 600°C. The material in parameters, such as the strainer, should also be adjusted to the higher temperatures. Today’s temperature is suspected to be the cause of damage in the strainer because the present material might get brittle at higher temperatures.</p><p>The purpose of the thesis is to find a new material for the strainers and also to find a new concept for how to manufacture them. There are nine sizes of steam strainers but only five of them are exposed to the highest temperatures and pressure drops, which make only these five interesting to examine in this thesis.</p><p>The concepts were chosen according to the method of Ulf Liedholm (1999), Systematic Concept Development. The thesis did not end up with only one concept because not all possible methods were tested but the suggestions are all based on a strainer built out of membranes as before. The discussed methods to join the membranes are EB-welding, laser welding and brazing.</p><p>An investigation to find if it was possible to improve the strength of the strainer by simple design changes and a calculation of what percentage of clogging the strainer would hold for was also done.</p><p>The chosen material was a creep resistant, alloy special steel. Three suggestions on concepts were presented. The improvements in strength from simple changes in design were too small and too costly but are enclosed as an appendix in this report. Calculations on the strength were done without regard taken to fatigue caused by possible vibrations, so-called high cycle fatigue.</p><p>What would be interesting to do as a future work based on this thesis is, of course, to test the three manufacturing methods and evaluate them thoroughly but also to discuss other ways of improving the strength through design changes. These should be done regarding the flow. Also high cycle fatigue should be considered.</p> / <p>Examensarbetet utfördes i Finspång på Siemens Industrial Turbomachinery AB.</p><p>I inloppet till en ångturbin sitter ett filter, en ångsil, som silar bort partiklar och större föremål från ångan. Dessa partiklar och föremål skadar turbinen genom erosion om de tillåts passera. Ångsilen i sig utsätts för stora tryckfall när den blir igensatt, vilket kräver god krypresistans i materialet. För att kunna leverera allt mer energi utvecklas ångturbiner som kan arbeta vid allt högre ångtemperaturer. De som konstrueras idag dimensioneras för närmare 600 °C. Då måste även materialet i detaljer, som silen, anpassas. De temperaturer som används idag misstänks vara en orsak till skador på silarna eftersom nuvarande material kan bli sprött då temperaturen stiger.</p><p>Syftet med arbetet är att välja ett nytt material till ångsilarna samt att finna nya koncept för hur ångsilen kan tillverkas. Nio storlekar på ångsilar finns men bara fem av dessa används vid högsta temperatur och tryck och därför har enbart dessa fem använts vid beräkningar i detta examensarbete.</p><p>Koncept valdes enligt Liedholms (1999) metod, Systematisk Konceptutveckling. Istället för ett slutligt koncept lämnas istället tre förslag. Detta görs då de olika förslagen inte har testats ordentligt. Samtliga tre förslag är baserade på den typen av sil uppbyggd av membran som används idag men med nya metoder att sammanfoga membranen med. Metoderna är EB-svetsning, lasersvetsning och vakuumlödning.</p><p>En undersökning om det var ekonomiskt rimligt att förbättra hållfastheten genom enkla designändringar samt en beräkning över hur stor igensättning silen klarar gjordes.</p><p>Materialet som valdes var ett krypresistant, legerat specialstål. De tre förslagen på koncept lades fram. Designändringarna gav inte det resultat som det hade hoppats på och var framförallt för dyra att genomföra. Hållfasthetsberäkningar gjordes utan hänsyn till utmattning på grund av eventuella vibrationer, så kallad högcykelutmattning.</p><p>Som framtida arbete med detta examensarbete som språngbräda rekommenderas i första hand att testa de föreslagna metoderna för sammanfogning av membranen men även djupare diskussioner kring hur hållfastheten skulle kunna förbättras genom designförändringar borde tas. Dessa skulle kunna genomföras med avseende på flödet. Även högcykelutmattning, HCF, borde undersökas.</p>

This thesis was done at Siemens Industrial Turbomachinery AB in Finspång. Placed in the inlet to a steam turbine is a filter, a steam strainer, which separates particles and larger objects from the steam. These particles and objects will cause solid particle erosion in the actual turbine if they pass by. The strainer is exposed to large pressure drops when clogged, i.e., static loads which require a good creep resistance in the material. The temperature of the steam in the turbines is increased in order to deliver more energy; today’s turbines are dimensioned for almost 600°C. The material in parameters, such as the strainer, should also be adjusted to the higher temperatures. Today’s temperature is suspected to be the cause of damage in the strainer because the present material might get brittle at higher temperatures. The purpose of the thesis is to find a new material for the strainers and also to find a new concept for how to manufacture them. There are nine sizes of steam strainers but only five of them are exposed to the highest temperatures and pressure drops, which make only these five interesting to examine in this thesis. The concepts were chosen according to the method of Ulf Liedholm (1999), Systematic Concept Development. The thesis did not end up with only one concept because not all possible methods were tested but the suggestions are all based on a strainer built out of membranes as before. The discussed methods to join the membranes are EB-welding, laser welding and brazing. An investigation to find if it was possible to improve the strength of the strainer by simple design changes and a calculation of what percentage of clogging the strainer would hold for was also done. The chosen material was a creep resistant, alloy special steel. Three suggestions on concepts were presented. The improvements in strength from simple changes in design were too small and too costly but are enclosed as an appendix in this report. Calculations on the strength were done without regard taken to fatigue caused by possible vibrations, so-called high cycle fatigue. What would be interesting to do as a future work based on this thesis is, of course, to test the three manufacturing methods and evaluate them thoroughly but also to discuss other ways of improving the strength through design changes. These should be done regarding the flow. Also high cycle fatigue should be considered. / Examensarbetet utfördes i Finspång på Siemens Industrial Turbomachinery AB. I inloppet till en ångturbin sitter ett filter, en ångsil, som silar bort partiklar och större föremål från ångan. Dessa partiklar och föremål skadar turbinen genom erosion om de tillåts passera. Ångsilen i sig utsätts för stora tryckfall när den blir igensatt, vilket kräver god krypresistans i materialet. För att kunna leverera allt mer energi utvecklas ångturbiner som kan arbeta vid allt högre ångtemperaturer. De som konstrueras idag dimensioneras för närmare 600 °C. Då måste även materialet i detaljer, som silen, anpassas. De temperaturer som används idag misstänks vara en orsak till skador på silarna eftersom nuvarande material kan bli sprött då temperaturen stiger. Syftet med arbetet är att välja ett nytt material till ångsilarna samt att finna nya koncept för hur ångsilen kan tillverkas. Nio storlekar på ångsilar finns men bara fem av dessa används vid högsta temperatur och tryck och därför har enbart dessa fem använts vid beräkningar i detta examensarbete. Koncept valdes enligt Liedholms (1999) metod, Systematisk Konceptutveckling. Istället för ett slutligt koncept lämnas istället tre förslag. Detta görs då de olika förslagen inte har testats ordentligt. Samtliga tre förslag är baserade på den typen av sil uppbyggd av membran som används idag men med nya metoder att sammanfoga membranen med. Metoderna är EB-svetsning, lasersvetsning och vakuumlödning. En undersökning om det var ekonomiskt rimligt att förbättra hållfastheten genom enkla designändringar samt en beräkning över hur stor igensättning silen klarar gjordes. Materialet som valdes var ett krypresistant, legerat specialstål. De tre förslagen på koncept lades fram. Designändringarna gav inte det resultat som det hade hoppats på och var framförallt för dyra att genomföra. Hållfasthetsberäkningar gjordes utan hänsyn till utmattning på grund av eventuella vibrationer, så kallad högcykelutmattning. Som framtida arbete med detta examensarbete som språngbräda rekommenderas i första hand att testa de föreslagna metoderna för sammanfogning av membranen men även djupare diskussioner kring hur hållfastheten skulle kunna förbättras genom designförändringar borde tas. Dessa skulle kunna genomföras med avseende på flödet. Även högcykelutmattning, HCF, borde undersökas.

Der Bericht beschreibt die Arbeiten zur CFD-Modellentwicklung zur Beschreibung des Fasertransportes in einer Wasserströmung, die im Unterauftrag der Hochschule Zittau/Görlitz erfolgten. Während die experimentellen Arbeiten zu dieser Thematik in Zittau durchgeführt wurden, lag der Schwerpunkt der theoretischen Arbeiten in Rossendorf. Im Arbeitspunkt EZ 1 des Projektantrages ist die Erweiterung der Einzeleffektuntersuchungen vorgesehen. Die entsprechenden Modellansätze zum Partikeltransport sind im Kapitel 3.1. beschrieben. Die Modellanpassung und Validierung ist in 3.2 und 3.3 dargestellt. Der Fasertransport in einer Wasserströmung wird durch Jet-Phänomene bestimmt. Untersuchungen dazu sind im EZ3.1 des Projektantrages: 3D-Phänomene infolge Blasenmitriss vorgesehen und die Modellansätze und der Vergleich zu Experimenten in den Kapiteln 4.1 bis 4.3 dargestellt. Des Weiteren wird der Einfluss auf den Ausgleich der Temperatur für den Fall untersucht, dass der Jet kälter als die Wasservorlage im Tank ist. Dieser Abschnitt entspricht damit der EZ3.2 des Antrages: 3D-Phänomene infolge Temperaturdifferenzen. Im Kapitel 4.4 wird auf die Strömungsvorgänge in der Zittauer Strömungswanne eingegangen und damit der Punkt EZ4 des Antrages: Integraluntersuchungen bearbeitet. Kapitel 5 beschreibt die Entwicklung eines Sieb-Modells, das die Faser-Kompaktierung berücksichtigt und auf der Darcy-Gleichung basiert. Die Modellparameter werden an Experimenten in Zittau justiert. Diese Experimente wurden für verschiedene Materialien durchgeführt und mit deren Hilfe ein Koeffizientenkatalog erstellt. Das Modell wurde in den CFD-Code CFX implementiert und anhand einiger Anwendungsbeispiele demonstriert.

Submitted by Verena Pereira (verenagoncalves@uefs.br) on 2018-07-13T21:59:51Z No. of bitstreams: 1 Uso de efluentes dom?sticos tratados na cultura do girassol (Helianthus annus L.).pdf: 2283233 bytes, checksum: 421fa4a09cacb2392028081a3186d138 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-13T21:59:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Uso de efluentes dom?sticos tratados na cultura do girassol (Helianthus annus L.).pdf: 2283233 bytes, checksum: 421fa4a09cacb2392028081a3186d138 (MD5) Previous issue date: 2018-03-15 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Agricultural reutilization is an important tool in water demand reduction required by irrigation. The lack of proper management on irrigation generates large environmental degradation, mainly to water resources, therefore it?s indispensable the reduction of these impacts. The use of domestic wastewater in agricultural crops may support the search for alternative water sources to supply the irrigation demand even as provide essential nutrients to the crops, and also reducing the impact of the chemical fertilizers application. This dissertation aims to evaluate the use of treated domestic wastewater on sunflower irrigation (Helianthus annuus L.) cultivate ?Garden Gnome?, using treatments by sand strainer (SS), organic filter (OF), septic tank (ST) and well water (WW) applied in different levels (50, 75, 100, and 125% of evapotranspiration of daily crop). The experiment was conducted with buckets of 20 L with one plant per bucket in experimental design of 4 by 4 with 5 parcels, adding up to 80 experimental units. Physicochemical analyses on the soil were realized after application, and in the wastewater, additionally, microbiologic analyses were realized during the experiment. With the plants were realized biometric analyses: stem diameter, plant height, leaves number and phytomasses: dry and fresh phytomass from the aerial part, from the pseudostem, and from the roots. It can be conclude that the use of different irrigation sources didn?t produced significant effect in biometric evaluation and of sunflower phytomass, being possible the use of all the studied sources, without losses to the plant development. The sand filtration provided considerable efficiency, being a simple and cheap solution to the domestic wastewater treatment / O re?so agr?cola ? uma importante ferramenta na redu??o da demanda h?drica requerida pela irriga??o. A falta de manejo adequado na irriga??o provoca grande degrada??o ambiental, principalmente aos recursos h?dricos, sendo assim, se torna imprescind?vel a redu??o desses impactos. A utiliza??o de efluentes dom?sticos em cultivos agr?colas pode favorecer a busca por fontes alternativas de ?gua para suprimento das demandas de irriga??o assim como fornecer nutrientes essenciais aos cultivos, reduzindo o impacto tamb?m na aplica??o de fertilizantes qu?micos. O trabalho teve como objetivo avaliar o uso de efluentes dom?sticos tratados na irriga??o do girassol (Helianthus annuus L.) cultivar An?o de Jardim, utilizando tratamentos por filtro de areia, filtro org?nico, fossa s?ptica, e ?gua de po?o em diferentes l?minas de irriga??o aplicadas (50, 75, 100 e 125% da evapotranspira??o da cultura di?ria). O experimento foi conduzido em baldes de 20 L com uma planta por balde em delineamento experimental 4x4 com 5 parcelas, totalizando 80 unidades experimentais. Foram realizadas an?lises f?sico-qu?micas no solo ap?s aplica??o e nos efluentes adicionalmente, foram realizadas an?lises microbiol?gicas durante o experimento. Nas plantas foram realizadasan?lises biom?tricas: di?metro do caule, altura da planta e n?mero de folhas e de fitomassas: fitomassas fresca e seca da parte a?rea, do cap?tulo e da raiz. Pode-se concluir que a utiliza??o de diferentes fontes de irriga??o n?o produziu efeito significativo nas avalia??es biom?tricas e de fitomassa do girassol, sendo poss?vel a utiliza??o de todas as fontes estudadas sem preju?zo ao desenvolvimento da planta. A filtra??o de areia proporcionou efici?ncia consider?vel, sendo uma solu??o simples e barata para o tratamento de efluentes dom?sticos