Hjem

Nye doktorgrader

Ny doktorgrad

Tracking av strømning i hydrosyklonseparatorer

Yu-Fen Chang disputerer onsdag 22. juni for ph.d.-graden ved Universitetet i Bergen med avhandlingen: “Study of the flow in a hydrocyclone using positron emission particle tracking and computational fluid dynamics simulation.”

Hydrosyklonteknologi brukes mye i forbindelse med rensing og separasjon, for eksempel utskilling av faststoffer fra væsker eller utskilling av olje fra vann.

På grunn av geometrien, dannes en hvirvel i en syklon: I den ytre del av denne hvirvel er strømningen nedadrettet, og i den indre del oppadrettet. Den tyngre fasen blir sentrifugert ut til den ytre delen av hvirvelen mot veggen og transportert ned til utløpet for denne fasen i bunnen av syklonen. Den lettere fasen, derimot, transporteres opp i den indre del av hvirvelen til utløpet for den lettere fasen i toppen av syklonen. Noen ganger kan strømningen i syklonen imidlertid bli ustabil.

Ved ustabilitet avviker den indre kjerne av hvirvelen i en syklonseparator fra syklonaksen og enden av hvirvelen (“end of the vortex”; EOV) setter seg på syklonveggen og roterer rundt veggen, dvs. at hvirvelens rotasjonsakse også selv roterer. EOV fenomenet har ofte vært utelatt fra syklonmodeller selv om det er ett av de viktigste hensyn under syklon design og operasjon.  Dette prosjektet fokuserer på hvordan EOV fenomenet vil påvirke strømningen i ulike deler av syklonen, og hvordan den avvikende strømningen vil påvirke separasjonen. Stipendiat Chang har arbeidet med en partikkel tracking teknikk (positron emission particle tracking; PEPT) for å visualisere partikkelstrømning og fluidstrømning under forskjellige forhold i en væske-faststoff hydrosyklonseparator. Under noen omstendigheter ble det observert avvikende strømning som er et resultat av EOV fenomenet. Det er første gang at strømningen i en hydrosyklon blir vist med slik høy romlig og tidsmessig presisjon, sådan at EOV fenomenet og strømningsfeltet visualiseres i detalj. Computer Væskedynamikk-simuleringer er også utført for å sammenligne med de eksperimentelle resultater. Resultatene gir mer konkret forståelse av EOV fenomenet.

Personalia:

Yu-Fen Chang er født i 1979 i Taiwan. Hun tok mastergraden i fysikk ved National Cheng Kung University, Taiwan, i 2003. Hun har vært ansatt som stipendiat ved Institutt for fysikk og teknologi ved Universitetet i Bergen.