23.5.2019
Doktorsavhandling om värme- och strömningsteknik
MSc Daniel Legendres doktorsavhandling i värme- och strömningsteknik framläggs till offentlig granskning onsdag 29.5.2019 vid fakulteten för naturvetenskaper och teknik vid Åbo Akademi.
Avhandlingen heter Numerical and experimental optimization analysis of a jaw crusher and a bubble column reactor.
Doktorsavhandlingen berör två industriella delprocesser, som båda är av generellt intresse men även specifikt för framtida processer som kan binda koldioxid och därigenom hindra skadliga utsläpp.
Först studerades krossnings- och malningsprocesser, som uppvisar mycket låg verkningsgrad i avseende på tillgodogjord energi: I regel utnyttjas mindre än 10 procent av energin för krossningen/malningen, medan den största delen ger upphov till friktionsvärme, deformering, (o)ljud och intern sprickpropagering i partiklarna. Arbetet fokuserades på en s.k. käkkross, som allmänt används i industrin. Krossen modellerades matematiskt med den s.k. diskreta elementmetoden, som kan beskriva rörelsen och beteendet hos en stor mängd partiklar. Med hjälp av denna uttrycktes energibehovet och därefter kunde krossningsprocessen optimeras för att minimera energiåtgången. Därefter utfördes en studie av empiriska designmetoder för käkkrossar, som gör det möjligt att grovt estimera maskindimensioner och driftbetingelser för olika krossningsförhållanden. För att komplettera modellen gjordes även experiment där energiåtgången uppmättes och jämfördes med modellens resultat.
Det andra problemet som studerades är ett delsteg i den s.k. Slag2PCC-processen, där koldioxid binds genom karbonatisering (koldioxidavskiljning och -användning). Detta område studeras idag aktivt med avsikt att minska koldioxidutsläpp och klimatändring. Först angreps ett förenklat delproblem i reaktorn, d.v.s. beteendet hos enstaka bubblor, varefter analysen utvidgades till att beakta förhållandena i hela reaktorn. Som en del av denna forskning utvecklades en hybridmetod för numerisk strömningsberäkning (CFD) för att simulera bubblornas rörelse och förhållandena vid dem. Detta gav ett estimat av bubblornas upplösningshastighet, vilket kunde utnyttjas vid design av reaktorn. På basis av resultaten byggdes även en pilotmodell i laboratorieskala där mätningar, inklusive filmning av förloppen, utfördes. Ur videosekvenser kunde bubblornas krympning och kontinuerliga formändring studeras i detalj. Den experimentella anläggningen vidareutvecklades genom att förse reaktorn med propellrar för omrörning för att bättre beskriva förhållandena i verkliga reaktorer.
Daniel Legendre disputerar onsdagen den 29 maj 2019 kl. 13 i Auditorium Ekwall, Gadolinia, Porthansgatan 3, Åbo. Opponent är professor Ville Alopaeus, Aalto-universitetet, Esbo och kustos är professor Henrik Saxén, Åbo Akademi.
Daniel Legendre är född 15.4.1990 i Peru. Han avlade studentexamen 2007 vid U.E. Miguel de Cervantes Saavedra, Venezuela och MSc-examen 2013 vid Simon Bolivar University, Venezuela.
Daniel Legendre kan vid behov nås per telefon 044 240 3672 eller e-post daniel.legendre@abo.fi.
Avhandlingen finns elektroniskt i Doria:
www.doria.fi/handle/10024/168863?locale=lsv.
Klicka på bilden för att få fram en tryckduglig version.
Bilden får fritt användas av medierna.