Hoe snel scheidt water en olie

[dvdoornik]

Hallo,

ik heb een vraag.

In een toepassing heb ik een skimmer tank.

Deze tank vangt vloeistoffen op uit een lekbak. De lekbak staat buiten. Echter er is een oliegevulde transformator boven.

Wanneer deze transformator gaat lekken, zal de olie via leidingwerk in de tank komen.

Normaliter zal de kant waar het de tank ingaat vol staan met regenwater, maar als er olie bijkomt, zal dit gaan drijven op het water. Dat wordt vervolgens afgeroomd, zodat we het water schoon kunnen afvoeren.

Stel nou dat de ingangskant vol staat met water en de transformator ontploft, dan komt er in een keer een grote hoeveelheid olie in de tank. Dit zal dan gaan drijven op het water, maar hoe snel gaat dat? m.a.w. kan er in het olie gedeelte ook water komen?

Ter verheldering een schets.



De inlaat van de tank is aan bovenkant, met een standbuis tot 700mm boven onderkant tank.

Deze vraag hoort waarschijnlijk in het stromingsleer subforum thuis, excusees...

[Fred F.]

Waarom heb je niet gewoon die inlaatpijp ingetekend?

Waarin lijkt het dat er twee uitlaten zijn: één rechtsonder en één rechts via een pijp?

Waarom is het linkercompartiment van de skimmer zo klein t.o.v. het rechtercompartiment?

De scheiding in zo'n skimmer is nooit perfect, de olie zal nooit droog zijn. In feite is het doel van dit soort skimmers gewoonlijk om olie af te scheiden van water voor dat dit water verder behandeld of geloodst wordt. Het watergehalte van de olie is geen ontwerpcriterium.

De afscheiding gaat op het dichtheidsverschil tussen olie en water en ook de viscositeit van olie en water (en dus ook de temperatuur) speelt een rol. Grote druppeltjes olie, respectievelijk water, scheiden sneller af uit water, respectievelijk olie, dan kleine druppeltjes (wet van Stokes). Bij welke druppelgrootte de grens ligt tussen afscheiden/niet-afscheiden hangt af van verblijftijd in het linkercompartiment, dichtheidsverschil en viscositeiten.

Als er plotseling veel olie binnenkomt dan hangt het er vanaf hoeveel olie en hoe snel dat de skimmer instroomt, of de scheiding in deze skimmer nog voldoet.

Zoek de oorspronkelijke ontwerpdata van de skimmer eens op om te leren voor welke hoeveelheden olie en water en dichtheden en viscositeiten de skimmer ontworpen is.

Ik vind het sowieso een vreemd ontwerp want ik zie niet waarom het belangrijkste compartiment het kleinste is. Tenzij er een heel goede reden is dat het rechtercompartiment zo groot is zou ik die hele platenconstructie een flink stuk naar rechts verplaatsen waardoor de afscheiding zal verbeteren.

Ook die inlaatpijp is waarschijnlijk niet optimaal. De hoogte vanaf de bodem zou nagerekend moeten worden voor de huidige oliedichtheid want 700 mm vanaf de bodem lijkt me veel te weinig. Bovendien zou die pijp aan het einde uitgerust moeten worden met een horizontale buis met gesloten uiteinden en met openingen (spleten) aan de linkerzijde, parallel en niet te ver van de linkerwand van de skimmer. Zodoende wordt het binnenkomende water/olie-mengsel zo dicht mogelijk aan het begin van de skimmer gebracht en netjes over de hele breedte van de skimmer verdeeld.

De dikte van de olielaag in zo'n skimmer hangt sterk af van het dichtheidsverschil tussen olie en water volgens:

D = (H - h)/(1 - ρ_o/ρ_w)

waarin:

D = dikte olielaag, mm

H = hoogte olie-overloop aan linkerkant van oliecompartiment, volgens tekening 1880 mm

h = hoogte water-overloop, volgens tekening 1850 mm

ρ_o = dichtheid olie

ρ_w = dichtheid water

De oliedikte, en dus aanwezige oliehoeveelheid, is aanmerkelijk groter dan je wellicht zou verwachten.