Heee,

Ik ben Splinther en ik studeer werktuigbouwkunde aan de TU Delft. Cool onderwerp!! Ik zal jullie hieronder een aantal tips en adviezen geven.

Als je echt een simpele proef wil doen zou ik een aantal vloeistoffen uitzoeken met verschillende viscositeiten die al wel gebruikt worden in de hydrauliek. Zo weet je dat ze in ieder geval goed zullen werken. Wat jullie dan gaan uitzoeken is wel het beste per bepaalt doel werkt. Ja kan online heel makkelijk kleine hydrauliek buisjes vinden, deze kan je dan vullen met wat voor vloeistof jullie ook willen. Je kan dan een opstelling maken met een drukmeter of bijvoorbeeld met een gewichtsmeter met een haak eraan. Hiermee kan je de hydraulisch kracht dan berekenen.
Voor de hydraulische cilinders zou ik gwn op aliexpress kijken. Leuk om de test ook te doen met huis tuin en keuken vloeistoffen bijvoorbeeld honing of iets dergelijks, zo zie je ook hoe die in vergelijking staan tot andere vloeistoffen. Je zou ook aan de gaan met een spuit, dit zal alleen moeilijker zijn om de kracht te berekenen.

Ik hoop dat jullie heirmee kunnen beginnen, als er nog meer vragen zijn hoor ik het graag!

Groetjes,
Splinther van Rappard
PWS Team
TU Delft

Beste Kaz Aalbers, Niels Looijer en Arjun Veeraraghavan,

Wat een leuke vraag, ik heb mij er even een beetje in verdiept. Ik ben toen tot onderstaande conclusie gekomen.

Voor aardwarmteboringen op een diepte tussen 1500 en 3000 meter is het type ondergrond erg belangrijk, omdat niet alle gesteenten geschikt zijn om warmte en water te geleiden. Uit verschillende wetenschappelijke artikelen en betrouwbare bronnen zoals TNO en NLOG blijkt dat vooral doorlatende sedimentaire gesteenten geschikt zijn voor geothermie, terwijl zouten en kleiige lagen zoveel mogelijk moeten worden vermeden.
Zandsteen wordt wereldwijd en ook in Nederland (zoals in Zuid-Holland) beschouwd als het meest geschikte gesteente voor aardwarmte. Dit komt doordat zandsteen een goede porositeit en permeabiliteit heeft: het bevat kleine open ruimtes waarin warm water zich kan verzamelen en het laat dit water ook goed doorstromen tussen de productie- en injectieput. Vooral het Rotliegend zandsteen en soms ook Trias-zandsteen worden in Nederland vaak gebruikt als geothermische reservoirs.

Ook kalksteen (carbonaten) kan geschikt zijn voor aardwarmte, vooral wanneer het natuurlijke scheuren of breuken bevat. In zulke gevallen kan dit gesteente namelijk ook voldoende doorstroming toestaan. In sommige landen wordt zelfs graniet gebruikt als warmtebron, maar dit gebeurt alleen wanneer het kunstmatig wordt gescheurd om de doorlaatbaarheid te verhogen (Enhanced Geothermal Systems, EGS). Dit is technisch complexer en duurder en wordt daarom minder vaak toegepast.

Daarentegen zijn sommige gesteenten juist ongeschikt of vormen ze risico’s. Zout- en evaporietlagen, zoals die uit de Zechstein-formatie, worden bij geothermie zoveel mogelijk vermeden. Zout lost namelijk op in warm water, waardoor het boorgat instabiel wordt en er ernstige corrosieproblemen kunnen ontstaan. Daarnaast kunnen zulke lagen de constructie van de put bemoeilijken. Klei en schalie zijn eveneens ongeschikt omdat ze vrijwel geen water doorlaten. Dit maakt ze waardeloos als reservoirgesteente. Bovendien kunnen kleilagen uitzetten als ze met water in aanraking komen, wat tot instabiliteit van de boorput kan leiden. Ook gesteenten met veel opgeloste mineralen kunnen problemen geven door afzettingen (scaling) van bijvoorbeeld kalk of zout, wat leidingen en warmtewisselaars kan verstoppen.

Samengevat: zandsteen is het meest geschikte gesteente voor aardwarmteboringen op 1500–3000 meter diepte, gevolgd door kalksteen onder de juiste omstandigheden. Zoutlagen moeten zoveel mogelijk worden vermeden en klei- en schalielagen zijn ongeschikt als aardwarmtereservoir. Deze inzichten worden ondersteund door onder andere TNO-publicaties en internationale geothermieonderzoeken.

Ik hoop dat jullie hier iets aan hebben, anders hoor ik het graaf!

Groet Splinther

Hoi Hanne en Iris,

Wat een leuk en origineel PWS-idee! Zeilen combineren met natuurkunde is echt een sterke keuze. Ik ben zelf ook een fanatiek zeiler!

Jullie zouden bijvoorbeeld kunnen denken aan een krachtsensor op de schoot om de spanning te meten en die te koppelen aan windsnelheid en -richting. Ook is het mogelijk om een windmeter en hoekmeting te gebruiken om de optimale zeilstand te bepalen. Daarnaast kunnen jullie een simpele indicator maken, zoals LED’s die laten zien of het zeil te strak of te los staat. Een andere optie is om eerst te testen met een modelboot om verbanden te vinden tussen wind, koers en spanning. Probeer daarbij ook de theorie erbij te betrekken, zoals lift- en weerstandskrachten op het zeil en hoe die veranderen met de hoek ten opzichte van de wind. Daar kan ik jullie altijd meer over vertellem als jullie dat leuk zouden vinden.

Houd er rekening mee dat de optimale spanning afhangt van de koers (aan de wind, halve wind, voor de wind), windvlagen en het type boot en zeil.Misschien helpt het om eerst één duidelijke onderzoeksvraag te formuleren, zoals: “Kunnen we de optimale schootspanning voorspellen op basis van wind en koers?” Zouden jullie met een iets concreter idee (bijvoorbeeld wat je precies wilt meten of maken) terug willen komen? Dan kan ik gerichter met jullie meedenken.

Groet Splinther

He Iris 1

Goed dat jullie al zo ver zijn! Het meten is simpeler dan het lijkt.

Het idee: de weegschaal moet in de lijn van de schoot zitten, dus tussen twee stukken schoot in, zodat de volledige spanning er doorheen loopt en je die direct afleest (in kg; x 9,81 voor Newton).

Vastmaken:

• Knoop een lusje (paalsteek) in de schoot, vlak vóór de klem waar je hem normaal vastzet.
• Ene haak aan dat lusje, andere haak aan een karabijn op de klem of een vast oog.
• De weegschaal draagt nu de hele kracht. Strak trekken en aflezen.

Let op:

• Recht in lijn trekken, niet schuin.
• Steeds op hetzelfde punt meten, anders zijn de waarden niet vergelijkbaar.
• De kracht schommelt door golven en vlagen: gebruik de max-/hold-functie of neem gemiddelde + piek.
• Begin met lichte wind. Bij veel wind loopt een goedkope weegschaal (~40-50 kg) snel vol, en houd je vingers uit de krachtlijn.

Doe maandag eerst een paar proefmetingen bij weinig wind om de opstelling te testen. Stuur gerust een foto als je twijfelt.

Groet Splinther

he Gijs

Als eerste sorry voor de late reactie, wij zitten midden in de tentamens. Leuk om te lezen dat jullie voor je PWS het rendement van een Stirlingmotor bij verschillende gassen willen onderzoeken. Een mooi en pittig onderwerp.
Helaas hebben wij hier op de TU geen Stirlingmotor beschikbaar waarmee jullie deze proef onder begeleiding kunnen uitvoeren, dus daar kan ik jullie niet direct mee verder helpen.
Wat ik wel kan doen, is even met jullie meedenken over een alternatief. Laat het me weten als jullie daar prijs op stellen, dan kijk ik graag of er ergens anders een mogelijkheid is.
Succes met het PWS!

Groet Splinther

he IsabelvanGink

Goed bezig! Jullie weten al dat NOx ontstaat door hoge verbrandingstemperaturen. Dat is eigenlijk de sleutel voor het bedenken van een oplossing: als je weet wat het probleem veroorzaakt, kun je nadenken over wat je daaraan kunt veranderen.

Een logische eerste vraag is dus: wat gebeurt er met de NOx-uitstoot als je de verbrandingstemperatuur verlaagt? En hoe zou je dat kunnen bereiken? Denk bijvoorbeeld aan wat er gebeurt als je de verhouding tussen brandstof en lucht aanpast, of als je iets toevoegt aan het verbrandingsproces om de temperatuur te drukken. Er zijn ook oplossingen die niet de verbranding zelf aanpassen, maar de uitstoot behandelen nadat die al is ontstaan. Welke richting lijkt jullie het meest logisch voor B890, en waarom?

Groet, Splinther

Iris 1
Hoi Iris en Hanne,
Leuke hoofdvraag, en de LED-indicator is zeker haalbaar zonder dat jullie kunnen programmeren. Één ding om eerst scherper te maken: kies wat "optimaal" betekent. Het makkelijkst is de spanning waarbij de boot het snelst vaart, want dat meet je gewoon met een GPS-app.
Meet dit op het echte water met een vislijnweegschaal (Action, ~€5) aan de schoot, bij drie koersen en een paar windsterktes. Die metingen zijn de kern van jullie onderzoek. De LED-indicator (drie lampjes: groen/oranje/rood, aangestuurd door een Arduino) bouw je daarna op basis van die data. Codes hiervoor zijn gewoon te vinden online, en ik geef er ook een workshop over als jullie dat leuk lijkt.

Groet Splinther

Hee Isabel,

Als eerste mijn waren excuses voor deze hele late reactie.
Jullie uitleg klopt grotendeels! Een procesfornuis is inderdaad een installatie in de petrochemie die processtromen verwarmt door middel van verbranding. Ook klopt het dat deze installaties onder milieuregels vallen vanwege de uitstoot van stikstofoxiden (NOx). (iplo.nl)
Ik zou alleen nog een paar kleine dingen toevoegen/aanpassen:

Gebruik liever het huidige Besluit activiteiten leefomgeving (Bal) in plaats van oude regelgeving.
Leg korter en duidelijker uit hoe het werkt:
“Brandstof wordt verbrand in branders. De hete gassen verwarmen buizen waar olie of gas doorheen stroomt. Zo krijgt de processtof de juiste temperatuur voor de volgende processtap.”
Leg bij NOx kort uit dat dit ontstaat door de hoge verbrandingstemperaturen. (emis.vito.be)
Koppel de afbeelding iets duidelijker aan het procesfornuis, bijvoorbeeld dat het meestal vóór de reactor zit om grondstoffen op te warmen.
Als jullie deze kleine dingen aanpassen hebben jullie een hele mooie deelvrag!!

Groet Splinther

Hoi Hanne en Iris,

Wat een leuk en origineel PWS-idee! Zeilen combineren met natuurkunde is echt een sterke keuze. Ik ben zelf ook een fanatiek zeiler!

Jullie zouden bijvoorbeeld kunnen denken aan een krachtsensor op de schoot om de spanning te meten en die te koppelen aan windsnelheid en -richting. Ook is het mogelijk om een windmeter en hoekmeting te gebruiken om de optimale zeilstand te bepalen. Daarnaast kunnen jullie een simpele indicator maken, zoals LED’s die laten zien of het zeil te strak of te los staat. Een andere optie is om eerst te testen met een modelboot om verbanden te vinden tussen wind, koers en spanning. Probeer daarbij ook de theorie erbij te betrekken, zoals lift- en weerstandskrachten op het zeil en hoe die veranderen met de hoek ten opzichte van de wind. Daar kan ik jullie altijd meer over vertellem als jullie dat leuk zouden vinden.

Houd er rekening mee dat de optimale spanning afhangt van de koers (aan de wind, halve wind, voor de wind), windvlagen en het type boot en zeil.Misschien helpt het om eerst één duidelijke onderzoeksvraag te formuleren, zoals: “Kunnen we de optimale schootspanning voorspellen op basis van wind en koers?” Zouden jullie met een iets concreter idee (bijvoorbeeld wat je precies wilt meten of maken) terug willen komen? Dan kan ik gerichter met jullie meedenken.

Groet Splinther

IsabelvanGink
He Isabel,

Helemaal goed, laat maar weten als ik jullie verder kan helpen!

Groet Splinthet

Geachte Alan en Sem,

Leuk onderwerp voor een PWS! Een paar concrete tips om mee te starten:
Als eertse GLOBE Nederland (globenederland.nl), zij hebben samen met de Plastic Soup Foundation en de UvA een project opgezet speciaal voor scholieren om microplastics in slootwater te meten, inclusief de mogelijkheid voor een gratis filterset met bijbehorend protocol. Dit is waarschijnlijk jullie makkelijkste startpunt. Ook kunnen je koffiefilters of filtreerpapier gebruiken, een goedkoop alternatief voor membraanfilters. Giet jullie watermonster er langzaam doorheen, laat drogen, en bekijk het onder een microscoop (als dat mogelijk is). Zolang jullie bij elke meting dezelfde methode hanteren, zijn de resultaten goed vergelijkbaar tussen locaties. Als derde Gebruik altijd glazen potten voor de monstername, geen plastic, anders vervuilen jullie je eigen monster weer met meer microplastic.
Mochten jullie vragen hebben over de uitwerking of verwerking van de resultaten, hoor ik het graag.

Groet Splinther

He Isabel,

Ja, hier kunnen we zeker bij helpen. Als eerste richting: een procesfornuis is in de petrochemie een verbrandingsinstallatie die processtromen opwarmt, en zulke heaters zijn ook een belangrijke bron van NOx-uitstoot in raffinaderijen en chemische installaties. NOx ontstaat vooral door hoge vlamtemperaturen, de aanwezigheid van zuurstof, en soms ook door stikstof in de brandstof. Bekende manieren om NOx te verlagen zijn onder meer low-NOx branders, lucht- of brandstofstaging, flue gas recirculation en nabehandeling zoals SNCR/SCR. ()

Voor jullie deelvragen 1 t/m 5 is dus goed openbare informatie te vinden. Deelvraag 6 is lastiger: over fornuis B890 is wel openbaar te vinden dat LyondellBasell dit fornuis noemt in relatie tot een verdere beoordeling van stikstofreductie, maar om echt te verklaren waarom het moeite heeft met de grenswaarde van 95 mg/Nm³ bij 50/50 brandstofsamenstelling heb je waarschijnlijk ook andere gegevens nodig.

Ik ga niet precies al deze vragen voor jullie uitwerken. Ga dus even opzoek op internet en laat weten wat jullie vinden. Dan kan ik dit daarna met jullie doorlopen en uitbreiden. Klinkt dat goed?

Groet Splinther

Hoi Hadewych,

Leuk onderwerp, hier kun je echt een mooi experiment van maken.

Een eerste idee: probeer het zo gecontroleerd mogelijk te houden. Met een echte zwemmer meten is lastig (veel variabelen), dus beter is om met een handmodel te werken en alleen de vingerstand te veranderen.

Bijvoorbeeld:

Maak een (nep)hand of gebruik een stevige handvorm
Test meerdere standen: vingers tegen elkaar, een beetje gespreid, verder gespreid
Trek de hand door water (bijv. in een bak) met constante snelheid
Meet de kracht met een krachtmeter / veerunster

Belangrijk: zorg dat de hoek, snelheid en diepte steeds hetzelfde zijn.

Uit onderzoek blijkt trouwens dat een kleine spreiding vaak het meest efficiënt is, dus dat zou een goede hypothese kunnen zijn.
Als je wilt, kan ik met je meedenken over het precieze experiment of hoe je het het beste kunt meten 🙂

Groetjes Splinther