Coandă

Henri Coanda

Henri CoandaHenri Marie Coandă (geboren 7 juni 1886 – overleden 25 november 1972) was een Roemeense uitvinder en aerodynamica pionier en ontdekte het zogenaamde Coandă-effect van de vloeistofdynamica.

Hij ontdekte dat een vrije luchtstraal andere luchtmoleculen uit de directe omgeving aantrekt waardoor een axiaal symmetrische huls van lage druk rond de straal ontstaat. De resulterende kracht van dit lagedruk gebied heft uiteindelijk elke loodrechte stromingsinstabiliteit op, die de luchtstraal daarna weer in een wederom rechte lijn stabiliseert. Als echter een vast oppervlak dichtbij en ongeveer evenwijdig aan de straal wordt geplaatst, veroorzaakt de meesleuring van lucht tussen het vaste oppervlak en de straal een vermindering van de dynamische luchtdruk aan die kant van de straal die niet zo snel kan worden gebalanceerd ten opzichte van de lagedruk zijde van de luchtstraal. Het drukverschil over de straal zorgt ervoor dat de straal afwijkt naar het aangrenzende oppervlak en zich er als het ware vervolgens aan vastkleeft. De straal hecht nog beter aan gebogen oppervlakken, omdat elke (oneindig kleine) toenemende verandering (buiging) van het oppervlak effecten teweegbrengt die de afbuiging van de straal naar het oppervlak versterkt. Als het oppervlak niet te scherp gebogen is, kan de straal zich onder de juiste omstandigheden aan het oppervlak hechten, zelfs nadat het 180° rond een cilindrisch gebogen oppervlak is gestroomd, en dus in een richting kan voortbewegen die uiteindelijk zelfs tegenovergesteld is aan de beginrichting. De krachten die deze veranderingen in de stroomrichting van de straal veroorzaken, creëren een gelijke en tegenovergestelde kracht op het oppervlak waarlangs de straal stroomt. Deze Coandă-effect afgeleide krachten kunnen worden gebruikt om lift en andere vormen van beweging te veroorzaken, afhankelijk van de hoek van de luchtstraal en het oppervlak waaraan de luchtstraal zich hecht. Een kleine verhoogde rand op het oppervlak, precies op het punt waar de luchtstraal over dat oppervlak begint te stromen, verbetert de oorspronkelijke afwijking van de stromingsrichting van de luchtstraal en hecht zich vervolgens aan het oppervlak. Dit komt voort uit het feit dat zich achter de rand een lagedruk vortex vormt, die de verbuiging van de straal naar het oppervlak bevordert. Het Coandă-effect kan in elk gas en zelfs elke vloeistof worden opgewekt en is daarom even effectief in water als in lucht. Een verwarmd oppervlak vermindert tenslotte de luchtweerstand aanzienlijk.

Loop je tegen uitdagingen aan?
Neem contact op met ons.

Praktische Toepassingen

Het Coandă-effect heeft veel praktische toepassingen in de stromingsmechanica en luchtstromingsleer. Ravebo benut dit concept voor perslucht besparende producten en ‘ventilatoren’ zonder bewegende delen. Het opgewekte luchtverplaatsingvolume in verhouding tot het persluchtverbruik kan oplopen tot een factor 25. Mede door deze enorm gunstige verhouding tussen persluchtvolume en het uiteindelijk opgewekte debiet wat grotendeels bestaat uit meegezogen omgevingslucht maakt het interessant vanwege de lage(re) persluchtverbruikskosten.

Continue blazen met perslucht is duur als het alleen dient om te koelen of te drogen. Speciaal voor deze toepassingen heeft Ravebo een soort venturi ontwikkeld om een optimale werking te combineren met een zeer laag persluchtverbruik en daarnaast een gering geluidniveau.
De perslucht komt onder druk in een cilindrische kamer en wordt vervolgens door een speciale ringvormige opening in de zogenaamde straalbuis geblazen. Hierdoor ontstaat aan de achterzijde een dynamische onderdruk, waardoor er een grote hoeveelheid omgevingslucht wordt meegezogen.
De toepassingen zijn enorm: het vervangen van de gebruikelijke persluchtnozzles die uitsluitend met grote hoeveelheden perslucht worden gebruikt om objecten schoon- of droog te blazen of te koelen echter kunnen de venturi’s ook toegepast worden voor bijvoorbeeld:

Reiniging van Grote Oppervlakken

Het reinigen van grote oppervlakken wordt veelvuldig uitgevoerd met behulp van grote persluchtslangen of onhandige bezems. De nadelen hiervan zijn onder andere een zeer hoog geluidsniveau en tevens het feit dat het leidt tot een enorme stofontwikkeling. Speciaal voor deze toepassing heeft Ravebo een venturi gemonteerd op een handgreep met lans (verkrijgbaar in verschillende lengtes) welke met een zeer laag geluidniveau en een geringe hoeveelheid perslucht het vuil zeer gecontroleerd en zonder stofontwikkeling, kan verplaatsen. Tevens maakt deze constructie, welke handzaam en licht in gewicht is, het werken zeer ergonomisch.

Zie: Handstofzuigers & Blaaspistolen

Lasdampafzuiging

Lasrook is schadelijk voor de gezondheid en dient verminderd en/of afgezogen te worden van de plaats waar deze ontstaat. Wetgeving verplicht bedrijven om lasrook in de nabijheid van een lasser (in de ademzone) onder bepaalde grenswaarde te houden. Met behulp van een venturi of venturi systeem kan de lasrook direct worden afgezogen en via een slang worden afgevoerd. Door middel van een klemconstructie kan de venturi direct bij het laswerk worden bevestigd en is door de geringe afmetingen vrijwel overal toepasbaar. Tevens zijn de venturi’s regelbaar waardoor de gewenste afzuiging/zuigkracht ingesteld kan worden en hierdoor het laswerk zo optimaal mogelijk kan worden uitgevoerd.

Zie: Venturi Systemen

Adiabatische koeling

In sommige gevallen is het koelen met perslucht niet toereikend of vereist het proces een snellere methode. Voor dergelijke toepassingen heeft Ravebo een systeem ontwikkeld waar gebruikt wordt gemaakt van de verdampingswarmte van water. Om deze koeling te bewerkstelligen wordt er in een Madeko venturi een sproeier gemonteerd welke zeer fijne druppels genereerd. Deze druppels worden direct tegen het warme object gesproeid waardoor een deel van de druppels direct verdampt. Doordat deze fijne druppels met de luchtstroom door de venturi worden geblazen zal de verdamping sneller gerealiseerd worden.
Een andere zeer effectieve methode is dat de aangezogen omgevingslucht wordt gekoeld door verdamping van water waardoor het te koelen oppervlak droog blijft.
Zoals hierboven beschreven werken deze venturi’s volgens het principe dat er door middel van een geringe hoeveelheid perslucht een dynamische onderdruk wordt opgewekt. Door deze onderdruk worden grote hoeveelheden omgevingslucht aangezogen. Dit gebeurt in een verhouding 1:25. Dit betekent dat met behulp van 1 Nm3 perslucht er 25 Nm3 omgevingslucht wordt aangezogen. Hierdoor blijft het persluchtverbruik gering. Door dit principe is de koeling veel effectiever dan wanneer dit geschiedt door bijvoorbeeld met veel water te “spoelen”

Dit eenvoudig te monteren systeem is uiterst geschikt voor het bestrijden van plots optredende hete plekken in een systeem/proces, zoals reactoren, leidingen, ovens en andere installaties. Door deze “hotspots” zo snel mogelijk te bestrijden kan het doorbranden of doorsmelten van materiaal voorkomen worden waardoor stilstand van de installatie en daaruit voortvloeiende kosten en productieverlies vermeden worden.

Dit zelfde proces werkt zeer doeltreffend bij het koelen van geëxtrudeerde profielen welke door een Madeko koeltunnel kunnen worden geleid. Deze koeltunnel bestaat uit een behuizing met meerdere venturi’s en daarin gemonteerde sproeiers waarbij de fijne druppels door de grote hoeveelheid lucht in de tunnel meegeblazen worden. De bediening van zowel de sproeiers en de venturi’s geschied door middel van kogelkranen welke op de tunnel zijn gemonteerd. Op iedere zijde van de tunnel bevinden zich meerdere venturi’s en sproeiers. Deze zijn allen afzonderlijk te bedienen. Tevens is het mogelijk om door middel van een reduceerventiel het luchtdebiet van de venturi’s eenvoudig te regelen. Het is dus mogelijk om de tunnel voor praktisch ieder type profiel geschikt te maken. De gehele constructie (tunnel, sproeiers en venturi’s) is opgebouwd uit roestvast staal. De koeltunnel kent verder geen bewegende delen en is hierdoor nagenoeg onderhoudsvrij. De koeltunnel kan op iedere productielijn toegepast worden en wordt op klantspecificatie geproduceerd.

Zie: Koelsystemen

Beluchten van besloten ruimtes

Beluchten en eventueel gasvrij maken van besloten ruimtes is een verplichting wanneer deze dienen te worden betreden voor inspecties en onderhoudswerkzaamheden. Gebruikelijk was het dat hiervoor elektrische ventilatoren, al dan niet explosieveilig, werden toegepast. De nadelen hiervan zijn bekend: fors gewicht, vaak te geringe capaciteit, lawaaiig en beperkt toepasbaar in een explosiegevaarlijke omgeving. Ravebo heeft, op basis van ringjet venturi’s, beluchtingssytemen zonder bewegende delen ontwikkeld. Venturi systemen zijn op perslucht werkende robuuste fans, die onderhoudsvrij zijn en een grote capaciteit hebben. Madeko® venturi systemen zijn explosieveilig en kunnen probleemloos worden toegepast voor het afzuigen van lasrook, ventileren van besloten ruimtes tot aan het beluchten van zeer grote opslagtanks. De venturi systemen zijn ook leverbaar in een gemodificeerde uitvoering waardoor ze tevens geschikt zijn om pijpleidingen te ontluchten of gasvrij te maken. De systemen zijn onder andere van RVS, kunnen explosieveilig zijn; (zone 1/21 en 2/22) desgewenst met (vloeistof)sproeier ter voorkoming van vonkvorming. Er zijn toepassingen denkbaar waarbij meerdere locaties tegelijkertijd belucht dienen te worden; hiervoor zijn verdeelsystemen leverbaar met meerdere slangaansluitingen. De systemen kunnen overal toegepast worden waar voor tijdelijke opstellingen gebruik gemaakt wordt van ventilatoren.

De capaciteiten van de venturi systemen zijn zodanig gekozen dat er een optimum is bereikt met betrekking tot bouwgrootte en capaciteit (> 8.000 m3/uur). Dit houdt in dat voor iedere toepassing het juiste venturi systeem voorhanden is waarbij het maximale rendement behaald wordt. De venturi systemen kunnen geheel op klantspecificatie modulair worden ontworpen en gebouwd zodat ze geschikt zijn uiteenlopende toepassingen. De bouwwijze is compact en het gewicht is laag waardoor ze gemakkelijk kunnen worden meegenomen door onderhoudsmonteurs naar de uiteenlopende werkplekken. Door het ontbreken van bewegende delen kennen de systemen een lange levensduur.

Zie: Venturi Systemen