doorstroming water langs UV lampen

jurgen stelde deze vraag op 21 februari 2018 om 16:21.
Ik moet water door een UV ontsmetter laten gaan, een paar berekeningen heb ik al gemaakt maar nu kom ik met een probleem.
De gegevens :
4 lampen van 75 watt

De UV straling moet zijn minimaal 250 millijoules. Dat bereken je met de formule energie = watt * verblijftijd
75 *4 = 300 W
300 watt * 0.84 sec = 252 mJ

Dat betekent dat het water 0.85 sec in de UV kamer moet zitten (langer mag ook).

Ongeveer 1 kuub water (1000 liter) verwerken per uur is genoeg. Ik heb een pomp gezien die 6000 per uur geeft c met een zand filter.

Maar nu komt de vraag: hoeveel liter per uur of minuut kan er onder de UV lamp door zodat de pomp (nog niet aan geschaft) bepaald kan worden of hoeveel die geremd moet worden.

Reacties

Theo de Klerk op 21 februari 2018 om 16:37
Wat je eerst moet oplossen is hoe "dik" de waterstroom is die onder de UV buizen doorstroomt. De onderste lagen zullen minder van het UV licht merken dan de bovenlagen.
De afgifte van straling van die lampen zal in kilogrammen water worden gedaan. Hoeveel kilogram stroomt langs die lampen in welke tijd?

Dan kun je eens kijken hoeveel water elke seconde (volume = snelheid*hoogte) bij een stroomsnelheid onder die lampen doorgaat. Met hoeveel kilogram water komt dit overeen (massa = dichtheid x volume) en hoeveel straling moet elke kilogram krijgen?

Dus bekijk eerst eens hoeveel water (in kg) en met welke snelheid (in m/s) er in 1 s onder de lampen doorgaat en daarmee 250 mJ opneemt (per kilogram? per ???  )
Jan van de Velde op 21 februari 2018 om 16:37
dag Jurgen,

dan is de cruciale vraag: hoe groot is de inhoud van (het bestraalde deel van) die ontsmetter, die "kamer"? 

groet, Jan
jurgen op 22 februari 2018 om 16:55
Beste Theo ,Jan
Hartelijk bedankt voor jullie reactie's ik ben vandaag achter de maten aan gegaan
Met resultaat de kamer is een rvs buis met twee aan sluit punten van 50 mm
de buis is 14 cm breed en 84 cm lang
van de rand tot de lamp zit 3 cm en van lamp naar lamp zit 7 cm
de inhoud van de kamer is ongeveer 13 liter  hier nog een paar foto's er bij ik hoop nu meer in voor informatie   gegeven te hebben 


 groet, jurgen  
 
Jan van de Velde op 22 februari 2018 om 17:16
inhoud 13 liter, en benodigde verblijftijd 0,85 s (je eigen berekening), dan kan één zo'n ontsmetter dus 13/0,85 = 15 liter per seconde = 900 L/min = 54 m³/h verwerken. 

Maar ik heb zo mijn bedenkingen bij die lampen: die 75 W vermogen die je noemt klinkt sterk als een elektrisch (aansluit) vermogen. En dan is de vraag: hoeveel daarvan komt werkelijk als UV-energie in die ontsmetter terecht? Afhankelijk van het lamptype vind ik op internet UV-C-rendementen van 10-40%, en dat betekent dat het maximale debiet dat we hierboven berekenden ook tot evenveel procent daalt. 

en om Theo's vraag te herhalen, die 250 J benodigde energie, is dat per kg water, of per welke hoeveelheid anders? 

Groet, Jan
Jan van de Velde op 22 februari 2018 om 17:45
jurgen op 22 februari 2018 om 17:47
Beste Jan , Theo,

Ik heb een glastuinbouwbedrijf en ben naar recirculatie gegaan, maar dan is het gevaar voor bacteriën en virussen zo groot dat ik een UV ontsmetter er tussen wil gaan zetten. Mijn bedrijf is 5000 m2 en krijgt 3000 liter per dag terug. De UV unit die te koop zijn worden op veel grotere bedrijven geplaatst. Te groot, daarom ben ik op het idee gekomen om het zelf te bouwen. Een kuub, dus 1000 liter, per uur zou betekenen dat de lamp 3 uur hoeft te werken bijv. in de nacht.
Dan is het ook zo dat ik in 24 uur dan 24 kuub kan verwerken.
Om de vraag van Theo te beantwoorden: heb in een link toegevoegd waar dat van de 250 mJ staat uitgelegd.

groet, Jurgen

https://www.lenntech.nl/tuinbouw-uv-ozon.htm
 het is voor tomaten
jurgen op 22 februari 2018 om 17:49

Jan van de Velde plaatste:

https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/205308-doorstroming-bereken/

dubbel werk.....
 ja dat is waar 
Theo de Klerk op 22 februari 2018 om 18:31
Die link leidt naar een niet bestaande pagina bij de leverancier. Bedoel je dit soms?
https://www.lenntech.nl/systemen/uv/uv-desinfectie.htm

Het hele probleem dat je wilt oplossen bestaat feitelijk uit het gebruik van UV lampen om daarmee water te desinfecteren. Dat is een gebruikelijke wijze bij waterzuiveringsbedrijven.
Maar van belang is: hoeveel UV licht heeft water nodig om de desinfectie mogelijk te maken? Dat wordt meestal gegeven als "zoveel UV-lichtenergie (in mJ uitgedrukt) per kilo (en 1 kg water is ongeveer een liter in volume) water. 
Van belang is dan dat elke kilo water die energie ook krijgt. En dan maakt het nogal uit of water in een buis stroomt die smal of breed is. Hoe breder, hoe minder effectief een lamp. Want die moet die hele waterpartij doorstralen.
Ook van belang is hoe snel dat water stroomt. Hoe sneller, des te korter is het onder invloed van die lampen. 
Dus de oplossing moet je zoeken in:
- hoeveel straling heeft elke kg (liter) water nodig?
- hoe lang moet zo'n kg dan onder die lampen blijven?
- als die kg beweegt, hoe snel doet die dat dan en hoe dik is die laag?
Pas daarna kun je uitspraken doen over hoeveel UV energie het water heeft opgenomen.

Uit je buisbeschrijving leidt ik af dat er 84 cm - 2 x 3 cm rand = 78 cm is waarover de lampen staan met 7 cm tussenruimte. Dat betekent 78/7 = 11 stukken van 7 cm, in totaal 12 lampen.
De buis is 14 cm diameter en 84 cm lang. De inhoud ervan zou dan
doorsnede x lengte = (1/4 x 3,14 x 142 ) x 84 cm3 zijn - bijna 13 dm3 = 13 liter.
Als je dus het water met 13 liter/s (of 13 kg/s) door de buis spoelt, dan is het water maar 1 seconde in de buis. In die ene seconde wordt het door 8 UV lampen bestraald. Maar hoe sterk zijn die lampen? En hoeveel UV energie wordt dan in het water (alle water, niet alleen de bovenste helft!) gestraald?
Dan weet je of je het minimum van 250 mJ hebt gehaald.
jurgen op 22 februari 2018 om 19:30
Beste Theo, Jan
We weten niet over hoeveel water die 250 mJ gaat. We zijn druk aan het zoeken maar vinden nog niks daarover. Misschien lees ik de website van die link wel verkeerd en ik zal de link aan passen sorry voor dit foutje.

https://www.lenntech.nl/tuinbouw-uv-ozon.htm : dit is de link nog. Bij mij werkt de vorig niet en deze wel ik hoop bij jullie ook

Groet Jurgen
jurgen op 23 februari 2018 om 13:22
beste Jan,Theo 

  hier de tabel waar ik de 250 mj uit gehaaald heb
 het is voor tomaten



groet, Jurgen




Theo de Klerk op 23 februari 2018 om 13:38
Die tabel heb ik ook gezien maar die is nikszeggend. Je straalt niet in cm2 oppervlak maar in een volume...  daarover heb ik die leverancier ook al benaderd voor nadere toelichting. Misschien is er wel een standaard "dikte" waar men vanuitgaat. Dan kun je cm2 als oppervlak (x dikte = volume) aangeven. Maar zonder dat is deze tabel weinigzeggend.
Jurgen op 24 februari 2018 om 18:29
Beste Theo, Jan
 Ik heb  informatie gevonden   bij deze deel ik   het
hip
Jurgen op 24 februari 2018 om 18:32
  Bij deze ook het hele document
Theo de Klerk op 24 februari 2018 om 19:08
Dat zijn tenminste meerzeggende getallen.
Blijkbaar geldt voor een bepaald type buis (240-168) dat bij een straling van30 mJ/cm2 maar 33 m3 water per uur mag doorstromen om blijkbaar voldoende ontsmet te worden.
Hier wordt een UV sterkte (in mJ/cm2) van een lamp (of lampen) gekoppeld aan de hoeveelheid water die door die buis (die een bepaalde diameter en dus "dikte" heeft en een lengte) stroomt.
Men gaat er wel vanuit dat dat water vrij doorzichtig (niet per se hetzelfde als schoon) is en 98% van het licht kan doorlaten. Dus geen modderig water.
jurgen op 27 februari 2018 om 20:12
beste theo ,Jan

Vandaag ben ik er achter gekomen hoe ze het berekenen. 
Ze bouwen een uv unit en testen het water ervoor en erna.
Daaruit bekijken zo hoeveel er dood is. Als dat weinig is, verlagen ze de doorstroming en testen het weer tot het (bijna) totale doding is  (rare berekenig vind ik). Deze informatie komt van https://vanremmen.nl/  
Als de mijne gebouwd is zet ik wel een foto hier als reactie.

groet, jurgen
Jan van de Velde op 27 februari 2018 om 20:39

jurgen plaatste:

( rare berekening vind ik )  
valt wel mee hoor: stroming van vloeistoffen door een apparaat is moeilijk exact te voorspellen bij ontwerp: door turbulentie kan een deel van de vloeistof er lang over doen om door het apparaat te komen (overkill), maar een deel ook erdoorheenschieten met dus een te korte verblijftijd als gevolg, en dus gemiddeld nog een onvoldoende doding.
Theo de Klerk op 27 februari 2018 om 20:56
Dit lijkt op volledig experimenteel werken en kijken onder welke omstandigheden aan de gewenste voorwaarden wordt voldaan.

Van de leverancier geen woord tot heden... te druk? Te onbelangrijk? Weet het zelf ook niet? 
Jurgen op 06 maart 2018 om 21:32
Beste Jan, Theo 

Als eerste enorm bedankt voor julie ideeen en hulp. 
Ik zoek nog verder en houd julie op de hoogte.  
Ik ben ook aan het zoeken naar een filter ervoor en heb nog niks gevonden over de UV. Als u nog wat vindt of wat weet hoor ik het graag. En als ik wat vind dan deel ik het uiteraad ook.  

groet , Jurgen
Theo de Klerk op 06 maart 2018 om 21:56
Ik heb verder nog niets gevonden (en nog steeds niets gehoord van betreffend bedrijf: daar word ik alvast nooit klant als men vragen niet beantwoordt).
Maar wat voor soort "filter ervoor" bedoel je? Ergens fysiek ergens voor zetten of filter om ergens voor te gebruiken? Bij UV heb je geen filter nodig (tenzij je uit licht alleen het UV wilt filteren als dat erin zit). Het blijft gaan om de totale blootstellingstijd van water (alle water, ongeacht diepte) aan het UV om de ontsmettende werking te geven.
Jan van de Velde op 06 maart 2018 om 23:45

Theo de Klerk plaatste:

Maar wat voor soort "filter ervoor" bedoel je? Ergens fysiek ergens voor zetten 
Het gaat om drainwater van planten uit een tuinbouwkas. Dat zit nog vol met meststoffen, dus liever niet de sloot (of goot) in vanwege waterverontreiniging, maar ook vanwege geld (je laat dure meststoffen maar ook water wegstromen).

Probleem is dat dat drainwater ook stof, grond- of andere substraatdeeltjes, kleine plantenresten en vaak grote hoeveelheden algen bevat. Dat gaat bij hergebruik je druppelsystemen verstoppen, en verder hindert het ook in sterke mate de effectiviteit van UV-ontsmettingssystemen: dat troebele water is minder doordringbaar voor UV, en de lampen vervuilen.
Frank op 16 mei 2020 om 13:23
ik wil een ruimte van 3 x 1,5 x 1,5 m3 met UV-C desinfecteren, hoeveel lampen zou ik nodig hebben en wat zou de wattage moeten zijn? Weet iemand hoe lang een metaal product dan blootgesteld moet worden in die ruimte?
Jan van de Velde op 16 mei 2020 om 15:09
dag Frank,

geen idee waarom je dat zou willen, maar dan zal er vast wel iets belangrijks van afhangen. Dan stel je zo'n vraag beter niet op een internetforum, maar bij een gerenommeerd ingenieursbureau gespecialiseerd in dit soort zaken.

Groet, Jan
Theo de Klerk op 16 mei 2020 om 15:24
Als het om virus (Corona?) bestrijding gaat, dan  zal veel afhangen van de intensiteit van de lamp in het juiste UV golflengte gebied en de afstand van lampen tot oppervlak. Daarover hebben we in dit forum geen enkele zinnige bijdrage te leveren. Bespreek het met leveranciers van lampen of, zoals Jan suggereert, neem een ter zake deskundig technisch bureau in de hand.

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft zeven appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)