Turbulentie als scheidingstechniek?

Moderator: physicalattraction

Reageer
Berichten: 4

Turbulentie als scheidingstechniek?

Ik onderzoek momenteel of het mogelijk is om met turbulente luchtstromen plastiekdeeltjes die ongeveer de grootte hebben van een zandkorrel uit het zand te scheiden. Daarbij is het de bedoeling dat de turbulente luchtstroming de lichtere plastiekdeeltjes op een andere manier afvoert dan het zand. De turbulente luchtstroom zal dan waarschijnlijk moeten gecontroleerd verlopen zodat het plastiek van het zand wordt gescheiden. De vraag is natuurlijk of dit mogelijk is: of er inderdaad een luchtstroom kan ontworpen worden die in staat is de lichtere deeltjes af te voeren naar een verschillend compartiment dan waar de zwaardere deeltjes naartoe stromen . Heeft iemand ervaring met turbulentie?

Gebruikersavatar
Berichten: 7.390

Re: Turbulentie als scheidingstechniek?

Scheiden van stoffen op basis van de materiaaleigenschappen is een klassiek probleem. Daarbij kan je gaan inspelen op fysische gegevens zoals onder andere de massadichtheid
\(\rho\)
. Zand en plastic vertonen wel degelijk fysisch verschillende eigenschappen, dus er is zeker geen probleem om ze te scheiden. De vraag die zich dan stelt is de vraag naar de meest eenvoudige/efficiënte/goedkope methode.

Jij stelt voor om turbulente luchtstromen te gebruiken en op die manier in te spelen op het verschil in
\(\rho\)
. Het probleem met turbulentie is nu net dat de wervelende beweging karakteristiek is, en dat het a priori niet evident is om je apparatuur zo af te stellen dat je de bestanddelen netjes kan scheiden - waarmee ik niet zeg dat het onmogelijk is.

Heb je een speciale voorkeur voor de turbulentie? Anders zijn er misschien andere procedés aangewezen. Als het plastic drijft, kan je misschien het zand laten bezinken. Als de plastic aan de oppervlakte blijft drijven is het een eenvoudigere zaak om op die manier die eruit te halen.

Ter volledigheid: ik heb geen ervaring met turbulentie.
"C++ : Where friends have access to your private members." Gavin Russell Baker.

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.543

Re: Turbulentie als scheidingstechniek?

Turbulentie is een overzichtelijke verzameling van bewegende werveltjes. Je zou een eenvoudige grote stationnaire wervel kunnen overwegen als referentiesysteem dat je wilt overtreffen. Dat is in wezen een centrifuge, en het lijkt me lastig om een centrifuge te overtreffen.

Berichten: 4

Re: Turbulentie als scheidingstechniek?

De bedoeling is de scheiding uit te voeren in situ, dus op het strand zelf. Flotatie-technieken zijn geen optie want te traag. Ook chemisch scheiden zoals nu wordt gedaan in labo's is geen optie. Turbulentie is daarom een goede, maar waarschijnlijk niet de enige mogelijkheid. De plastiek- en zanddeeltjes gedragen zich zowel in een turbulente lucht- als waterstroming anders, maar de moeilijkheid is dit zodanig te controleren dat er twee fysisch af te scheiden stromingen worden gecreeërd met de verschillende gescheiden fracties erin.

Een centrifuge duwt de deeltjes tegen de wand. Maar daarmee heb je de twee nog niet gescheiden. Tenzij er een doorlaatbare wand wordt gebruikt die enkel de deeltjes doorlaat met een hogere energetische waarde: in dit geval de zwaardere zandkorrels. Dat wordt waarschijnlijk een praktische uitdaging, onder andere daar er weinig materialen zijn die daarvoor kunnen dienen. Gebruik maken van een cyclone kan wel een mogelijkheid zijn, hoewel het rendement dan wel lager zal zijn wegens een slechte scheiding.

Berichten: 4

Re: Turbulentie als scheidingstechniek?

Wervels zijn wel een bruikbaar idee, maar niet zo evident. Hoe krijg je bijvoorbeeld het plastiek in een compartiment zonder al teveel zand mee in dit compartiment op te zuigen?

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 5.543

Re: Turbulentie als scheidingstechniek?

Begin op de manier van Minnaert, zonder turbulentie: "Neem een handvol zand, houd het 50 cm boven de grond, en laat het in een fijn straaltje weglopen: de wind sorteert de korrels en blaast de lichtste het meest opzij. Er vormt zich een bergje, waarvan de kleur en de overige eigenschappen geheel anders zijn aan het ene dan aan het andere uiteinde. Deze eenvoudige proef geeft onmiddellijk een indruk van de ongelijksoortigheid der korrels waaruit het zand bestaat." 1

Berichten: 4

Re: Turbulentie als scheidingstechniek?

Het zand verstuiven (onder een bepaalde druk) is misschien wel een optie. Om het vervolgens in een cyclone te brengen met opwaarste luchtstroom die enkel het plastiek afzuigt. Als het zand vochtig is, zit je wel met een probleem daar de efficiëntie kan dalen.

Reageer