Deze week wordt aan de TU Delft de nieuwe cavitatietunnel geopend. Het onderzoek in deze faciliteit, officieel de Multi Phase FlowTunnel (MPFT), richt zich grotendeels op twee onderwerpen: enerzijds het probleem van cavitatie bij scheepsschroeven en anderzijds de mogelijkheden van luchtsmering bij schepen.
Cavitatie
Cavitatie is een bekend en belangrijk probleem bij schepen. In de buurt van scheepsschroeven kunnen namelijk grote waterdampbellen ontstaan, die vervolgens met kracht kunnen imploderen. Onderzoeker Cornel Thill van de TU Delft (faculteit 3mE): ‘Door de implosie wordt een schokgolf en ook geluid opgewekt. Dit fenomeen kan ernstige schade toebrengen aan de schroefbladen maar het bewijs stapelt zich op dat het hinderlijk is voor zeedieren, zoals vissen en walvissen. Het is dus zaak om schadelijke bijwerkingen van cavitatie zoveel mogelijk te voorkomen. Met deze nieuwe onderzoeksfaciliteit kunnen we hier nog beter op inspelen.’
Luchtsmering
Een ander hoofddoel van de nieuwe cavitatietunnel is het fundamenteel onderzoeken van luchtsmering bij schepen. Lina Nikolaidou richt zich hier op in haar promotieonderzoek: ‘Een van de belangrijke manieren die momenteel wordt onderzocht om de weerstand van schepen, en dus het brandstofverbruik en de CO2-uitstoot, te verminderen, is het aanbrengen van luchtsmering, een laag van lucht(belletjes) onder het schip. Commerciële partijen zijn al bezig om dit toe te passen en verder te onderzoeken.’
Ondanks dat het smeren met luchtlagen al lang wordt onderzocht, is er nog geen echt begrip van de onderliggende mechanismen. ‘In laboratoriumexperimenten lijkt luchtsmering zeer efficiënt te zijn, maar de vertaling naar de praktijk is nog niet altijd succesvol gebleken. Bovendien zijn vrijwel alle experimenten in zoet water gedaan. Ik wil onder meer ook de samenhang van luchtsmering met de chemische waterkwaliteit, bijvoorbeeld het zoutgehalte, nader onderzoeken. We weten uit spaarzame resultaten dat waterkwaliteit een groot effect kan hebben.’
De Multi Phase Flow Tunnel in Delft is een van de eerste faciliteiten ter wereld die de waterkwaliteit, zowel chemisch als fysisch, systematisch kan aanpassen voor dit type onderzoek.
Klein volume
De nieuwe tunnel heeft een totaal volume van ongeveer 17 m3, wat klein is voor een moderne cavitatietunnel met controle van de waterkwaliteit. ‘Maar door dit kleine volume is het mogelijk om ook de chemische kwaliteit van het water aan te passen, met name het zoutgehalte,’ zegt Thill. ‘We hebben het volume zo klein kunnen houden omdat we een wat andere filosofie hebben geadopteerd. Niet álle luchtbellen worden er eerst uit gefilterd, maar alleen de belletjes die groter zijn dan een bepaalde diameter (ongeveer 100 micrometer).’
De tunnel heeft in principe twee testdelen, eentje voor het onderzoek naar cavitatie, met een grootte van 0,3 x 0,3 x 2,13 meter en een maximale watersnelheid van 12 m/s; de andere testsectie is optioneel en is ontworpen voor het overige onderzoek, met afmetingen van 0,5 x 0,5 x 5 meter en een maximale stroomsnelheid van 4,3 meter per seconde.
Meer informatie
Recordtemperaturen, extreme droogte, overstromingen, smeltend zee-ijs, harde wind: radicale weersomstandigheden komen steeds vaker voor en hebben een verwoestend effect op ons leven. Doen we niets, dan is onze planeet – binnen mum van tijd – mogelijk onleefbaar. Het is dan ook niet zonder reden dat bijna alle landen van de wereld – in het Klimaatakkoord van Parijs en tijdens de klimaattop in Glasgow – afgesproken hebben om de opwarming van de aarde onder de twee graden te houden.
De TU Delft heeft alle expertise in huis om hier een belangrijke rol in te spelen en de energietransitie te versnellen. Met zo’n duizend energiewetenschappers is de TU Delft een van de grootste onderzoeksinstituten in Europa op dit gebied. Daarnaast werkt TU Delft samen met andere internationale topinstellingen en bedrijven op dit gebied. Voor vragen over de nieuwe cavitatietunnel, en het versnellen van de energietransitie, kunt u contact opnemen met:
Dave Boomkens, persvoorlichter Energietransitie TU Delft
D.J.Boomkens@tudelft.nl / 06 34 08 14 61
Fien Bosman, Communicatieadviseur Wetenschap aan de faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen (3mE)
F.J.Bosman@tudelft.nl / 06 24 95 37 33
