UV reaktor folyamatainak laboratóriumi és numerikus vizsgálata
Az utóbbi évtizedekben megnőtt az érdeklődés az ipari méretű UV reaktorok fejlesztésére és telepítésére ami főként annak tudható be, hogy ezek az eszközök hatékonyan fertőtlenítik a „nyers” ivóvizet két a klór által nem fertőtleníthető baktériumtól (Gardia, Cryptosporidium). Ezen eszközök gyakorlatilag UV-lámpák sokaságából állnak, amik egy zárt átáramoltató tartályban (nagyon kevés esetben nyitott) helyezkednek el. A kutatások fő iránya az említett lámpák együttes intenzitás eloszlásának megfelelő kiszámítása a reaktorban, mely numerikus áramlástani számításokkal kiegészülve megfelelő az ilyen eszközök hatékonyságának vizsgálatára. Egy ilyen lámpa sugárzásának modellezése két részből áll. Az első a lámpa forrásának modellezése, mely az irodalomban egy igen jól kutatott téma. A második a fény sugárzás számítása melyhez általánosan a sugárzás transzport egyenletet (radiative transport equation - RTE) használják ami figyelembe veszi az fény abszorbcióját az anyagban (Beer-Lambert törvény), a reflexiót (visszaverődés), refrakciót (fénytörés) és szóródást (scattering).
Jelen dolgozatban egy egyszerűsített modell kerül bemutatásra, mely az irodalomban és fejlesztésben gyakran használt lámpa forrás modellt a vonal menti diffúz emissziós modellt (line source diffuse emission - LSDE) alkalmazza. Azonban a fény sugárzását egyszerűsítve csak a Beer-Lambert törvény alapján számítom, mely így nagyban felgyorsítja ennek a skalár térnek a számítását.
Továbbiakban a modell használhatóságának érdekében validációs vizsgálatokat végeztem. A módszert összehasonlítottam az általános RTE egyenlet által számolt eredményekkel melyhez az ANSYS Fluent-ben alkalmazott Discrete Ordinate (DO) módszert használtam. Ezen felül egy a Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék laboratóriumába felépített mérő állomást használtam mely lehetővé teszi a sugárzáseloszlás mérését, amely alapján szintén összehasonlíthattam a modellem használhatóságát.
