Nu de Universiteit Twente volledig Engelstalig is, hebben wij besloten ook voor onze website Engels de voorkeur te geven. Daarom zal de Nederlandstalige website niet langer geüpdatet worden. Voor actuele informatie zie onze Engelse website. Klik hier om op de Engelse website te komen.
Archief voor 2020
Update airlift drilling: motorized drilling
maandag, april 6th, 2020 Geen Reacties
A new experiment with airlift drilling is performed at the WOT. A motor of a petrol auger was used to drive the drill stem of the airlift drilling method. This produced a continuous rotational movement, so two couplings were required. One for the outlet of the drilling fluid and air mixture. Another one to couple the pressurized air hose to the drill shaft.
The main advantage of the system compared to the previous manual setup was the increased drilling speed. The maximal speed was measured to be 12 meter per hour. The record with manual shaft rotation was 7.5 meter per hour. However, the average speed of the whole borehole was only 5.4 meter
per hour. This is not a very large increase, compared to the 4.5 meter per hour during manually rotating in an earlier test.
This is mainly because changing of the pipes was more time consuming since the motor was attached to them. Also, starting of the petrol engine was hard, as the engine was at an unpractical location for starting and unwilling. The couplings for air and water, which were finished a day before the test, performed perfectly. The air coupling was not leaking up to a pressure of 8 bar. Thanks to Hedzer and Haye who helped to turn them to specifications.
There is the option to make a new test setup with a proper rig to guide the motor assembly. Also, an updated version of the air and water coupling can be made, where the length of the coupling assembly will be decreased (currently ~45cm long). A pipe clamp can be mounted on the rig, to hold the pipes during adding and removing. Changing pipes is then preferably done with three-meter pieces at the time, to minimize the time spend on it. The average speed of drilling can come very close to the 12 meter per hour (in Dutch soil) with these upgrades.
Productontwikkeling bij de WOT: Boren met perslucht
vrijdag, februari 21st, 2020 Geen Reacties
De WOT heeft jarenlange ervaring met het handmatig slaan van putten met de Baptist- en EMAS methode. Dit zijn beide methodes waarvoor de gereedschappen eenvoudig in een werkplaats te maken zijn, met goed verkrijgbare, standaard materialen. De boorsets kunnen in een eenvoudige werkplaats met een haakse slijper en een elektrode lasapparaat gemaakt worden. Dit maakt deze methodes erg bruikbaar in afgelegen gebieden.
De Baptist methode, ontwikkeld door Terry Waller, gebruikt het principe van een traagheidspomp. De boorset bestaat grofweg uit een boorstang met een eenrichtingsklep in de boorkop. Deze wordt in het boorgat op en neer bewogen. Als de neergaande versnelling van de boor groter is dan de valversnelling, zal de boorvloeistof (met losgeslagen bodemdeeltjes) een snelheidsverschil krijgen met de boorbuis. Dit zorgt ervoor dat er water met deeltjes uit het boorgat omhoog getransporteerd kunnen worden. Het water wordt opgevangen in een bezink bassin, waar de deeltjes kunnen bezinken. Hierna stroomt het via een gegraven kanaaltje weer terug in het boorgat.
De EMAS methode is ontwikkeld door Wolfgang Buchner. Hierbij stroomt het water de andere kant op; het wordt via de boorstang naar beneden gepompt met een handmatige pomp. Hierna stroomt het via de annulus terug omhoog, waarbij het losgeslagen deeltjes meeneemt. Het water met de deeltjes komt in een bezinkbak, waarvan het relatief schone water bovenin weer teruggepompt kan worden naar de boorstang.
Hoe hoger de snelheid van de boorvloeistof, hoe makkelijker losgeslagen gronddeeltjes meegevoerd kunnen worden. Een voordeel van de Baptist methode is dat de boorvloeistof met deeltjes door de boorstang omhoog gaat. De oppervlakte van de doorsnede van de boorstang is relatief klein ten opzichte van de annulus, waardoor met een relatief lage volumestroom een hoge snelheid bereikt kan worden. De EMAS methode gebruikt de annulus om de deeltjes omhoog te verplaatsen. Als de diameter van het boorgat groter wordt gemaakt, betekend dit dat er meer volume verpompt moet worden om voldoende snelheid van de boorvloeistof te garanderen. Een andere optie is om de boorstangen ook in diameter toe te laten nemen, maar dit veroorzaakt ongewenste gewichtstoename. De maximale diameter van de EMAS methode is hierom beperkt.
Er zijn veel manieren om handmatige boormethoden enigszins te mechaniseren. Het boren is een namelijk een arbeidsintensieve klus die steeds zwaarder wordt naarmate de diepte toeneemt. Te denken valt hierbij aan jetting boorsets, sets waarbij de de handmatige pomp in de EMAS methode vervangen wordt door een gemotoriseerde vuilwater-centrifugaalpomp. Ook zijn er pogingen gedaan om het op en neer bewegen van de boorstang te motoriseren.
Babtist 
EMAS 
Airlift
De WOT heeft in 2019 een andere methode uitgewerkt, waarbij met behulp van perslucht de boorvloeistof rondgepompt kan worden. De methode maakt gebruik van een airco compressor (Vermogen: 400W, V≈40Lpm atm, Pmax>20bar). De uitgaande slang wordt gekoppeld aan de boorstang zo’n 40cm boven de boorkop. De ingeblazen lucht verminderd de gemiddelde dichtheid van het mengsel binnen de boorstang. Hierdoor gaat het ‘drijven’ op de vloeistof in het boorgat. Als resultaat komt de vloeistof met deeltjes boven uit de boorstang. Vanaf hier gaat het in een bezinkbak, waarna de vloeistof zonder deeltjes terug kan stromen in het gat.
Deze methode heeft een aantal grote voordelen:
- Het water stroomt in de boorbuis omhoog. Hierdoor kan een grote boordiameter gerealiseerd worden met een relatief kleine diameter boorstang, omdat de vloeistofstroming hoog blijft (licht materiaal).
- De vloeistofstroom naar beneden in de annulus blijft laag, zodat kans op erosie van de wand geminimaliseerd wordt.
- Er is een relatief kleine volumestroom nodig om de benodigde snelheid te halen voor deeltjestransport (weinig arbeid voor verpompen, relatief lage energiekosten)
- Er zijn geen mechanische onderdelen (kleppen, pompen) die in aanraking komen met de boorvloeistof en verslijten/vastlopen (geen tijdsverlies, geen onderhoud).
- Gebruikte koelkast/airco pompen zijn op veel plaatsen verkrijgbaar.
- Kleine benzine generatoren zijn overal verkrijgbaar.
De methode is zo’n 6 keer getest op verschillende plekken in Nederland waarbij boortijden genoteerd zijn. De boordiameter ligt rond de 150 mm bij elke poging. De snelheden worden in hoge mate bepaald door wie er boort en welke grondsoort er is. De gemiddelde boorsnelheid (exclusief pauzes) was 3.8 meter per uur. De maximaal gemeten snelheid was 7.5 meter per uur.
Verder is de snelheid ook afhankelijk van de gebruikte boorkop. Deze is tussen de verschillende pogingen ook doorontwikkeld. Goed werkende versies op geteste locaties bestaan uit een getrapte vlinderboor-configuratie. De laatste versie is gemaakt van slijtvast staal (RAEX 400), waardoor slijpen minder vaak nodig zal zijn.
Inmiddels zijn er plannen om de boor en boormethode te testen in hardere grondsoorten. Binnenkort zullen de bouwtekeningen van het laatste ontwerp gedeeld worden met relevante organisaties en op de WOT website gezet worden. Verder zijn er plannen om het boorproces nog meer te automatiseren. We hopen op deze manier een bijdrage te kunnen leveren in het toegankelijker maken van schoon drink- en irrigatiewater.
Bloembaktouwpomp
vrijdag, februari 21st, 2020 Geen Reacties
Aan het begin van het jaar kwam er een adviesaanvraag binnen van Maarten Rijgersberg, IN KENNIS / ExpositieRent, een bedrijf dat interactieve exposities verhuurt op het gebied van milieu en natuur. Ze hadden interesse in een model dat in het verleden is gemaakt door WOTters waarbij een touwpomp water pompte naar een andere bak waarin langzaam bloemetjes naar boven kwamen drijven. Ook wilden ze graag een normaal demonstratiemodel van een touwpomp. Een model in een speciekuip is opgeknapt en opnieuw geverfd. De bloembaktouwpomp bestond niet meer en er is besloten deze opnieuw te bouwen.
De Bloembak Touwpomp demonstreert twee dingen: 1. De werking van de touwpomp, een zeer kosteneffectieve pomp, met name in ontwikkelingsgebieden. Bij de WOT hebben wij veel ervaring met dit type pomp. Lees er hier meer over. 2. De roep om meer biodiversiteit dmv vergroening is wereldwijd stijgende. Ontstening van tuinen en openbare ruimte wordt een must, getuige de dramatische teruggang van het insectenleven in de hele wereld. Volgens dit onderzoek van de Radboud Universiteit in 2017 is er een afname van het insecten leven van zo’n tweederde in aantal individuen in de afgelopen 27 jaar. Mede met de bloembak touwpomp wil ExpositieRent, samen met andere demonstratie objecten en tentoonstellingsmsterialen de focus bij de mensen neerleggen op het vergroenen van tuinen en daarmee het stimuleren van het leven. De Bloembak Touwpomp is te huur voor Festivals & evenementen, Gemeenten, Milieu Educatie Centra, Bezoekerscentra en Musea. via de website van ExpositieRent.
Eerst is een plan opgesteld en goed nagedacht over het ontwerp, waarbij een tekening is gemaakt van de pomp. Het model zou hetzelfde principe hebben als de vorige versie, maar zou robuuster uitgevoerd worden. Vanwege reguleringen was het belangrijk dat de pomp kindvriendelijk zou worden en dat niemand zijn vingers kon verliezen. De gehele bak zou worden afgesloten waarbij een aantal delen van doorzichtig plastic gemaakt zouden worden zodat er naar binnen gekeken kon worden. Op het moment dat het plan alomvattend leek (dat was natuurlijk niet zo) is de bouw van start gegaan.
Er werd een grote plaat multiplex gehaald samen met een plaat plastic en een pot rubber seal. Aan de hand van de tekeningen is de plaat in de juiste stukken gezaagd. Dit heeft het nodige puzzelwerk opgeleverd en ondanks dat er (zoals gebruikelijk) wat mis gezaagd is, is alles hier aardig op zijn pootjes terecht gekomen. Ook werd er gewerkt aan het de pvc-onderdelen en het staalwerk. Verder moesten de bloemetjes worden gemaakt. De plastic rommel uit de winkel bleek te fragiel. Daarom zijn de bloemetjes van plaatstaal met piepschuim drijvers gemaakt.
De bak kreeg langzaam maar zeker vorm. Het hout was voorzien van een flink aantal lagen jachtlak en het metaalwerk werd geverfd. Ook de buitenkant van de bak werd geverfd en het plastic op maat gemaakt. Op een gegeven moment was het tijd om de eerste test met water te doen. De werkplaats was tijdelijk omgetoverd tot zwembad. Er waren lekkages bij naden tussen het hout zelf en bij de aansluiting tussen hout en plastic. Meer kit en rubber seal leek het probleem gedeeltelijk op te lossen. De toegankelijkheid voor onderhoud bleek echter een moeilijk probleem. Om in de bak te kunnen moest de top er af kunnen en daardoor kon niet alles dichtgekit worden. Nadat de werkplaatsvloer al heel wat vocht had moeten verduren is het grootste deel van de lekkages verholpen. Als er wordt gepompt spat er echter nog water op wat uit de bak kan lekken.
Tijdens de werkzaamheden is het grootste deel van het plastic vervangen, is ontdekt dat siliconenkit die over datum is niet uithardt, dat kinderen wel heel hard moeten pompen om bloemetjes omhoog te krijgen en nog veel meer. Maar uiteindelijk was het model af. Ongeveer tien maanden na de adviesaanvraag is de bak afgeleverd. Een project dat langer duurde dan gedacht en ingewikkelder was dan initieel voorzien, maar wel erg leerzaam. En het is natuurlijk erg mooi dat een WOT productie nu deel is van een tentoonstelling. Wellicht dat er in de toekomst meer modellen zullen volgen.
