Productontwikkeling 3EM Les 5 Hydraulisch circuit Paul Janssen Sproeiers Spray nozzles Wat verwachten we? - krachtige straal - homogene verdeling - hoog rendement (weinig waterverbruik, voldoende druk) - weinig kans op verstopping - optimale sproeiers: lijncontact >< cirkelvormig openingshoek (spray angle) nodige druk enz - overlap tijdens sproeien 2 Implementatie Leverancier spray nozzles De overlapping wordt bepaald door: - De sproeihoek van de nozzle - De afstand tussen de nozzles - De afstand tot het koetswerk Bepaalt het aantal nodige nozzles => bepaalt het type van hogedrukpomp(q, p) http://www.spray.com/literature_pdfs/c25b_spray_products_car_wash.pdf#page=6&url=&lang 3 4
Sproeiers Spray nozzles Keuze 1 type sproeier voor elke stap (bevochtigen, wassen, ) Kosten gunstig Minder efficiënte reiniging Keuze meerdere type sproeiers voor elke stap (bevochtigen, wassen, ) De reinigingsefficiëntie wordt bepaald door de geleverde kracht van de vloeistof op het koetswerk, m.a.w. gedefinieerd als: impact per oppervlakte Meer impact betekent hoge watersnelheid en grotere druppels Duurder (extra leidingen, meer kleppen, duurdere sturing) Efficiëntere reiniging F = m * a m v a = dv / dt 5 6 Empirische formule: impact per oppervlakte = I = K *Q * P (lbs) (*) Met: K = constante = 0,0526 Q = flow rate debiet (gpm) P = liquid pressure druk (psi) I = K *Q * P (lbs) Maar hoge druk (P) levert kleinere druppels én lagere snelheid!! Verdubbeling van debiet is 100% meer impact Verdubbeling van druk is slechts 40% meer impact (*) zie catalogus blz. A6 Meer debiet = meer waterverbruik! 7 8
De spray angle is ook bepalend voor de impact De afstand tot het koetswerk is ook bepalend voor de impact 6 8 is de optimale afstand voor de grootste impact Slechts 6 verder is de impact tot 50% gereduceerd (luchtsnelheid vermindert door de luchtweerstand) Meer impact = kleinere hoek = meer sproeiers = duurder! 9 10 VEEJET nozzles zijn het meest universeel bruikbaar (blz. A5 en B11) P Q!! Taak 7 Voor ons concept gaan we uit van het VEEJET type nozzle. Wat zijn in dit geval bruikbare nozzles (geef codes) indien we zouden streven naar een theoretische impact van minimum 0,25 lbs (op normale testafstand = 8 )? Taak 8 Maak voor de VEEJET type nozzles een Excel grafiek van het debiet (gpm) in functie van de druk (psi) bij een streefwaarde van impact van 0,25 lbs. Bepaal een best-passende curve door deze punten. 11 12
Nota: bepaling van de vergelijking van de best-passende trendcurve (selecteer één van de punten in de grafiek => rechtertoets => Trendlijn toevoegen => Macht aanvinken => aanvinken van Vergelijking in grafiek én R 2 weergeven. Hoe dichter R 2 bij 1, hoe nauwkeuriger de vergelijking). Taak 9 Bereken aan de hand van de vergelijking van de best passende curve de theoretische impact van de waarden die in de curve zijn uitgezet. M.a.w. bereken uit de vergelijking de waarde van I (lbs). Geef duidelijk alle berekenings-stappen weer. Taak 10 Selecteer een type VEEJET sproeier die ecologisch het meest gunstig is (minste waterverbruik) en toch voldoet aan een theoretische impact van 0,25 lbs bij 300 psi werkdruk. Geef een volledig beschrijving en de karakteristieken van deze sproeier. 13 14 Taak 11 Ontwerp het sproeisysteem in Inventor op basis van voorgaande keuze van nozzle en plaats deze nozzles volgens een juiste configuratie (onderlinge afstand) waarbij er steeds overlapping is tijdens het sproeien. Maak hiervan duidelijke 2D-figuren die de mate van overlapping weergeven. Taak 12 We zijn vertrokken van nozzles met een theoretische impact van 0,25 lbs. De effectieve impact is echter afhankelijk van de afstand tot het koetswerk en de sproeihoek van de nozzle. Schat in wat de effectieve impact is op de verschillende plaatsen van het koetswerk, rekening houdend met de sproeihoek en de afstand. M.a.w., bespreek waar volgens jullie systeem het koestwerk het beste wordt gereinigd en waar de kritische plaatsen zijn. Bespreek aan de hand van een duidelijke figuur. 15 16
Taak 13 Bepaal uitgaande van een werkdruk van 300 psi het nodige debiet (bepaald a.d.h.v. het aantal nodige sproeiers) om een hogedrukpomp te selecteren. Zoek een geschikte pomp die voldoet voor jullie concept en geef alle kenmerken. Bespreek in detail jullie redeneringen en bijhorende berekeningen. Taak 14 Hoe ga je de nozzles bevestigen op de watertoevoerleiding (buis)? Maak hiervan een duidelijke tekening (drawing) van de assembly in Inventor waarbij de volledige montage duidelijk is en alle productie- en montagedetails worden aangegeven. Plaats de geselecteerde pomp in de hydraulische unit en teken deze verder uit met alle nodige componenten. 17 18