Reflectie blok 1

1. Matlab

Door in het eerste jaar van Energie- & Procestechnologie ervaring op te doen met numerieke oplossingsmethodes binnen matlab was een basis aanwezig. De opdrachten die uitgevoerd zijn waren van dusdanig niveau dat er veel tijd en energie in de oplossingsmethode is gestoken, hierdoor konden de opdrachten wel uitgevoerd worden. Ik heb een steile leercurve ervaren voor zowel het werken binnen matlab als oplossingsmethodes toepassen en begrijpen. Binnen Engineering wordt in het vierde jaar verder gegaan met matlab, waardoor ik nu een opstap gecreëerd heb voor mijzelf.

2. Stromingsleer

Binnen de gevormde modellen werd een verhogende stap gemaakt in de stromingsleer. De opdrachten waren veelal eenvoudig in matlab en excel te vormen, zodra de methode beheerst werd. Hierdoor heb ik bereikt de stof grondig te beheersen en mijn retentietijd te verlengen. Wanneer binnen Engineering een opdracht in modelvorm aangeleverd dient te worden, kan ik hierdoor efficiënter werken. Ik heb hierbij overtuigd dat de opdrachten ook in geringe tijd worden uitgevoerd. De modellen waren een leuke en interactieve methode om de stromingsleer te beheersen.

3. Projectweek

Binnen de projectweek ging het uitvoeren van onderzoek vrijwel zonder problemen. Doordat ik in mijn eerste jaar onderdeel was van een groep op hoog niveau, heb ik hieruit veel kennis toe kunnen passen. Door de kennis vanuit het eerste jaar samen te voegen bij de methode die ik de vorige projectweek heb gehanteerd, werd een snelle interactie bereikt en konden de groepsgenoten veelal zelfstandig hun toegewezen deel uitvoeren en volgens standaard inleveren. De ervaring van leiding geven was voor mij niet onbekend, omdat in onderzoeken hier regelmatig in getraind wordt, echter vond ik het een zeer uitdagend om de eerstejaars en voortgezet onderwijs leerlingen te koppelen en hieruit een hoog kwalitatief verslag te vormen. Ik had een erg gemotiveerd team die volle inzet toonden, waardoor ik deze week met veel plezier heb beleefd.

Artikel Torricelli

Artikel meetinstrumenten

Viscositeit artikel

Model Cw waarde t.o.v. Reynoldsgetal model

Figuur 1: Hierbij wordt het Reynoldsgetal ingevoerd waaruit de wandruwheid kan worden bepaald. Vervolgend wordt dit omgezet in drukverlies over een leiding. Invoerdata in meters, simpelweg de meters invoeren en het model de waardes laten bepalen. Uitkomst drukverlies is in Pascal.

Model weerstandscoëfficiënt bepaling

Figuur 1: Volledig model voor het bepalen van weerstandscoëfficienten voor verschillende type leidingen en bochten. Zodra invoer ingegeven wordt, is het totaal weergegeven onderaan de tabel.

Hierbij heb ik geleerd om de weestandscoëfficient te bepalen van verschillende leidingen. Dit is een essentieel punt van de stromingsleer. Door het maken van het model moest ik de methode volledig beheersen om tot een succesvol resultaat te komen. Voor een volgende keer weet duidelijk mijn gegevens neer te zetten. Deze ervaring zal ik in mijn vervolgstudie Engineering niet of weinig gebruiken, echter denk ik dat het toepasbaar is in mijn toekomstig werkveld.

Matlab Kleinste kwadraten methode

Figuur 1: Kleinste kwadraten methode artikel deel 1.

Figuur 2: Kleinste kwadraten methode artikel deel 2.

Door het maken van dit artikel weet ik de verschillende methodes zowel schiftelijk toe te passen, als in matlab te programmeren waardoor ik mijzelf ontwikkeld heb in het nummeriek oplossen van vergelijkingen en hierbij op professionele manier formuleren van mijn bevindingen. Door dit op deze methode te volbrengen bereik ik een juiste methode van bewijs aan te leveren. Door de methodes volledig te beheersen weet ik ook hoe de methodes tot stand zijn gekomen en welke de voorkeur hebben in verschillende situaties. Deze vaardigheid komt goed van pas in het Examenjaar van Engineering, waarin verschillende methodes in matlab worden onderzocht. Hierdoor heb ik al enige ervaring met het programmeren hiervan en kan ik mijn artikelen met grote zekerheid volbrengen op de methode dat de opleiding vereist.

Matlab leidingkarakteristiek bepalen

Als opdracht werd geformuleerd om de leidingskarakteristiek te vormen voor olijfolie die door een 10'' pijp stroomde van beton.

Methode van programmeren:
%% Opdracht 3 Modelleren Christian van Dam
% Olijfolie in een 10'' pijp van Beton
close all; clear all; clc;

L = 100; % Lengte [m]
n = 107.5*10^-3; % Viscositeit [Pa*s]
e = 0.5*10^-3; % Korrelgrootte van de leidingwand [m]
rho = 918; % Dichtheid [kg/m^3]
D = 258*10^-3; % Diameter [m]
N=1000;
E = e/D; % Fricitie factor
A = (pi()/4)*D^2; % Oppervlakte
Qv = logspace (-2,2,N)/3.6; % debiet

v = Qv./A; % Snelheid
Re = (rho.*v.*D)./n; % Reynolds getal

for i=1:N
if Re(i) < 2000
    f(i) = 64./Re(i);
else if Re(i) > 2000
    F =@(f) f - (1./((-0.86.*(log(E./3.7+2.51./(Re(i).*sqrt(f))))).^2));
    f(i)= fsolve(F,0.01);
    end
end
end
semilogx(Re,f);
figure;
y= 0.05*10^5;
y2= 0.14*10^5;
y = y*ones(length(Qv),1);
y2 = y2*ones(length(Qv),1);
dp = f.*(L/D).*0.5*rho.*v.^2;
i=find(dp>0.05e5);
Qvmin=Qv(i(1))
j=find(dp<0.14e5);
Qvmax=Qv(j(end))
loglog(Qv,dp,'r',Qv,y,'m',Ov,y2,'k');

%https://www.buerkle.de/media/files/Downloads/Viscosity_EN.pdf
%http://physics.info/density/


Resultaat:

Figuur 1: Resultaat vormgeven van de leidingskarakteristiek.

In figuur 1 is duidelijk te zien dat voor olijfolie het Reynoldsgetal relatief hoog kan oplopen, vergeleken met bijvoorbeeld water. Dit resulteert in een karakteristiek waarbij het leidingsdiagram vrijwel geen turbulente stroming weergeeft.

Matlab Methode van Suave Radlich Kwong

Figuur 1: Methode van Suave-Redlich-Kwong artikel deel 1

Figuur 2: Methode van Suave-Radlich-Kwong artikel deel 2

Methode van programmeren:
%%Modelleren opdracht 1 met onderdeel Ammoniak
%Soave-Redlich-Kwong methode
clear all

%%  NH3 Eigenschappen
Tc=405.7+273;
Pc=112.8*10^5;
M= 17,03052;
R=8.3144;
T=240;
%% Soave-Redlich-Kwong
psi = 0.42748;
Ohm = 0.08664;
w   =  0.1
Tr=T/Tc;
Asrk=(1+(0.480+1.574*w-0.0176*(w^2))*(1-sqrt(Tr)))^2
aTr = Asrk
eps = 0;
o = 1;
n = 1;              
%% Startwaardes
s=10000;
V = linspace (0.0008, 0.25, s)*10e-3;

pe=2.3283*10^6;
a = psi * ((aTr*(R)^2 * (Tc)^2)/Pc);
b = Ohm *((R * Tc)/Pc);


for i=1:s

    p(i)= ((R*Tc)./(V(i)-b))-(a./((V(i) + (eps*b)).*(V(i) + (o*b))));  % Druk SRK
    pi(i)=(R*T)/(V(i));              

end

%% Snijpunten

f = @(V) (((R*Tc)./(V-b))-(a./((V + (eps*b)).*(V + (o*b))))-pe);
ve1 = fsolve(f,1);                            %snijpunt 1

f = @(V) (((R*Tc)./(V-b))-(a./((V + (eps*b)).*(V + (o*b))))-pe);
ve2 = fsolve(f,1*10^-3);                      %snijpunt 2

f = @(V) (((R*Tc)./(V-b))-(a./((V + (eps*b)).*(V + (o*b))))-pe);
ve3 = fsolve(f,1*10^-5);                      %snijpunt 3

%% lijn tussen de snijpunten
V2=linspace(ve3,ve2,s);
for i=1:s

    pt(i)= V2(i)-V2(i)+pe;


end
%% Dichtheid
Pl=(M/ve3)/1000;
Pg=(M/ve2)/1000;

%% gegevens weergeven
hold on
plot(V,p)
plot(V,pi, 'r')
plot(ve1,pe, 'x')
plot(ve2,pe, 'x')
plot(ve3,pe, 'x')
plot(V2,pt,'g')
legend('SRK','Ideale gaswet','Isotherm')
axis([0 0.6*10^-2 0 10*10^6])
hold off

fprintf('Dichtheid ammoniak(l) bij  %g Kelvin en %g Pascal is %g kg/m3 . \n', T, pe,Pl);
fprintf('Dichtheid ammoniak(g) bij  %g Kelvin en %g Pascal is %g kg/m3 . \n', T, pe,Pg);

psrk= ((R*Tc)./(ve2-b))-(a./((ve2 + (eps*b)).*(ve2 + (o*b))));
pid=(R*T)/(ve2);
verschil=((pid-psrk)/psrk)*100
xlabel('Volume')
ylabel('Druk')

Door het uitvoeren van deze opdracht heb ik mijzelf verdiept in de chemie en wiskunde. Om tot het eindresultaat te komen heb ik diverse onderzoeken verricht naar mijn stof: Ammoniak, verdiept in de methode van Suave-Radlich-Kwong en hoe dit tot stand is gekomen en lastige weergave in matlab weten te volbrengen. Deze ervaring zal ik wellicht toepassen in het examenjaar van Engineering, echter denk ik dat deze methode te specifiek is voor de doeleinden die ik op dat moment zal aanleren.