Brabo en de Antwerpse haven

Discussieer mee over de wereld van het grootschalig elektriciteitsnet en alles wat daarmee te maken heeft
BaDu
Globale moderator
Load: 1534
Aangesloten op: 18 mar 2014 13:55
Favoriete mastsoort: Deltamast
Dichtstbijzijnde trafo: Kattenberg

Re: Brabo en de Antwerpse haven

Load door BaDu » 12 feb 2018 10:41

CS voegde de load toe:
26 jan 2018 15:40
@Dweep: Vergeet in de haven van Antwerpen de NAVO leidingen niet!
Overigens hebben we in NL in de Rotterdamse haven ongeveer dezelfde verplichting, maar ik dat gaat tegenwoordig automagisch gaat als je een KLIK melding doet. Hier in NL beheert deDPO (Defensie Pijplijn Organisatie) deze leidingen, de ligging is niet meer classified (zitten immers in het KLIK).
Zie ook deze pdf
KML-generator generator

Gebruikersavatar
CS
laagspanning
Load: 9
Aangesloten op: 09 jan 2017 23:30
Favoriete mastsoort: Scheldecrossing
Dichtstbijzijnde trafo: Wespelaar

Re: Brabo en de Antwerpse haven

Load door CS » 15 feb 2018 08:24

Dag Hans,

Het model werd in een 6 stukken geprint in 3D printer geprint op schaal 1/100 in Haasrode (Leuven), waarna de 6 stukken werden samengelijmd met een metalen pen verbinding. Het totaal is na assemblage dus 192cm hoog en bevat meer dan 10.000 elementjes.

De kostprijs hiervan is ongeveer 8.000€ maar het is dan ook perfect in al zijn details hoe de mast er zal uitzien en sterk genoeg om in een windtunnel getest te worden tot ongeveer 80km/u. Niet goedkoop dus, plus je zal nooit het plezier hebben om het zelf in elkaar geknusseld te hebben.

Groeten

Gebruikersavatar
Hans
Site Admin + actief in het mainsite team
Load: 2901
Aangesloten op: 03 dec 2011 20:49
Favoriete mastsoort: Tonmast
Dichtstbijzijnde trafo: Veenoord en Wageningen

Re: Brabo en de Antwerpse haven

Load door Hans » 19 feb 2018 21:27

Beste CS,

Dank voor het antwoord. Eerlijk gezegd had ik beslist niet op een serieus antwoord gerekend, want de opmerking zelf waarmee ik begon komt niet echt serieus over en dan moet er ook nog maar net iemand wezen die het leest en die zelf de waarheid kent.
Af en toe word je ook hier flink verrast. :)

Hopla, een kostprijs die een factor tien de dagwaarde van mijn ouwe postbodebusje overtreft. Wauw.
Maar toch weer een 3D-printer dus. Ik heb wel een kennis met zo'n apparaat (uiteraard een minder professioneel exemplaar) en daar hebben we ook wel eens wat geprobeerd, maar dat ging niet met losse latten. De delen van het vakwerk die als "tweedimensionaal oppervlak" konden worden gezien konden we in één keer printen, maar wel moeten ze eerst ontworpen worden in de CAD-software. Je hebt dan een stuk of dertig prefab-onderdelen in plaats van tienduizend latjes. We hebben het destijds overigens gebruikt voor de dakconstructies op een modelbaan, niet voor een hoogspanningsmast.
De mate van perfectie is inderdaad indrukwekkend, maar je hebt gelijk met de lol van dit alles. Het uitkiezen van een (bestaand) ontwerp, hem daarna doorgronden tot in elke bout (de tekeningen moeten altijd herleid en zelf gemaakt worden) en hem daarna latje voor latje, plaat voor plaat en bout voor bout heel langzaam gestalte te zien krijgen is waarschijnlijk niet te evenaren met het uitprinten.

Toch gaat me vanuit de achtergrond als meteorologiestudent wel een vraag op over de zin van dit alles. Windtunneltesten blijft een discutabele methode, zeker wanneer men modellen toepast. Men zet in een tunnel een perfect model van een constructie die in werkelijkheid honderd maal zo groot is (en dus een miljoen keer zoveel inhoud, massa en oppervlak heeft, inclusief de daarbij horende, totaal andere materiaaleigenschappen zoals vloeigrenzen en meer van die mooie maar ingewikkelde natuurkundige eigenaardigheden). De lucht is echter gelijk van druk, vochtgehalte en temperatuur met de uiteindelijke lucht buiten naast de haven. Je fluïdum wordt dus niet mee geschaald en dat zorgt ervoor dat allerlei niet-lineaire processen het resultaat beïnvloeden. Zelfs als je het mastmodel perfect namaakt en in de constructie zelfs rekening houdt met netjes terug herleidde materiaalsterkte, kniksterkte en resonantie en er zelfs nepgeleiders aan hangt voor de windloading als nonlineair proces, dan nog zal de wind die door het vakwerk blaast niet lijken op de werkelijkheid. Kleinere werveltjes dan ongeveer een kubieke millimeter zijn in lucht op kamertemperatuur niet mogelijk omdat die uit elkaar vallen in warmte (eddy simulation). Dat betekent alleen al dat je bij het echte exemplaar niet zou kunnen hebben testen aan iedere wervel kleiner dan een kubieke decimeter. En laat dat nou precies de ordegrootte zijn van wervelingen en vortex shedding die zich achter alle hoeklatten afspeelt. Dat is slechts gedeeltelijk op te lossen door de lucht er dan maar met een onrealistisch hoge snelheid van tachtig kilometer per uur tegenaan te jagen.

Hooguit kan je in de tunnel een benadering maken van welke delen van de constructie een relatief hoge loading krijgen, voor zover je dat tegenwoordig niet beter kan modelleren. Al zitten we anno 2018 precies in de spagaat dat de modellen ongeveer net zo slecht of goed zijn als praktijktesten, zodat ze weinig van elkaar kunnen leren maar elkaar toch nog net nodig hebben voor verificatie van nonlineaire processen.

Okee, amen, ik zwets alweer veel te lang. In elk geval leuk dat je de moeite nam een antwoord te schrijven. Ik bouw gewoon lekker oldskool door in de constructiewerf met de IJC 220 dennenboom die bijna af is. Da's makkelijker dan rekenen aan nonlineariteit.
Trots geboren in het 110 kV-gebied

Gebruikersavatar
CS
laagspanning
Load: 9
Aangesloten op: 09 jan 2017 23:30
Favoriete mastsoort: Scheldecrossing
Dichtstbijzijnde trafo: Wespelaar

Re: Brabo en de Antwerpse haven

Load door CS » 20 feb 2018 08:30

Dag Hans,

Je heb gelijk dat de resultaten van windtunneltesten met de nodige omzicht moeten behandeld moeten worden maar dat is ook de reden waarom je dit best laat doen in installatie zoals het Von Karman Institut in Brussel waar er de nodige kennis aanwezig verkeerde interpretaties te voorkomen.

Tevens leven we inderdaad in 2018, het model werd dus in de windtunnel getest op reactiekrachten doch deze test was op zich slechts 1 van 3 onafhankelijke benaderingen. Het probleem van een zuivere computer benadering in een CFD model is dat met de huidig beschikbare computers het economisch nog niet realiseerbaar is daarom werden de testen uitgevoerd via verschillende benaderingen (windtunneltesten-CFD-PIV-Foam) om tot een vereenvoudigd model te komen dat valabel is en wel via computer berekend kan worden.

De resultaten van dit onderzoek werden, op puur theoritisch vlak, vorig jaar voorgesteld op PHYSMOD in Nantes. Ze zijn veel belovend en zullen mogelijks resulteren in het terbeschikking stellen van de verborgen draagkrachten van masten ten gevolge van de eerder conservatieve benadering van de huidige design normen (EN50341) ten opzichte van de realiteit. Er zullen evenwel nog wel een aantal iteraties van het geheel van testen moeten overgaan om zover te komen.

Met betrekking tot de 3D print is er geen voordeel om losse delen te printen, beter is complete gehelen in 3D te printen te printen in plaats van in 2D waarbij de print zorgt dat je bout verbindingen nooit dimentionerend worden en de gehelen direct ook vrijdragen worden na de print. En dit printen doe je uiteraard uitgaande van het CAD model van de masten, maar dit heb je reeds nodig voor de reele productie dus er is geen (of niet veel) extra werk nodig tevens te gebruiken voor het printen. Het printen van losse delen wordt slechts mogelijk als je de schaal verplaatst naar 1/20 of groter en bij eenvoudige masten met enkelvoudige boutverbindingen, omdat in dergelijke gevallen anders de stijfheid van de geprinte verbindingen niet overeenkomst met de vrijheid van de boutverbindingen.

Gebruikersavatar
TomBorger
380 kV
Load: 1888
Aangesloten op: 24 dec 2012 16:46
Favoriete mastsoort: Dennenboommast
Dichtstbijzijnde trafo: Lochem

Re: Brabo en de Antwerpse haven

Load door TomBorger » 20 feb 2018 11:32

Heel interessant, ik had ook wel verwacht dat je deze metingen naast CFD-onderzoek legt en uiteraard de ontwerpeisen van EN 50341.
Heb je een link naar de presentatie op de conferentie?

Waar baseer je op dat de regels uit EN 50341 conservatief zijn? Naar mijn mening zijn die toch redelijk betrouwbaar en ik zie ze ook terugkomen in bijvoorbeeld de norm voor kraanconstructies.

Gebruikersavatar
CS
laagspanning
Load: 9
Aangesloten op: 09 jan 2017 23:30
Favoriete mastsoort: Scheldecrossing
Dichtstbijzijnde trafo: Wespelaar

Re: Brabo en de Antwerpse haven

Load door CS » 20 feb 2018 18:48

Tom,

Je kan de presentaties van de conferentie terugvinden op pagina 35 en 36 van volgende link

https://physmod2017.sciencesconf.org/da ... 7_en_3.pdf

De EN50341 is een goede norm die de wind vrij goed beschrijft doch bij gebrek aan verdere onderbouw eerder conservatief is als je je verwijderd van de origine van de erin verwerkte windberekeningen, de drag wordt namelijk bepaald door de dichtheid van de aangeslagen frontale oppervlakte.
Wetende dat dit gebaseerd is op vrij eenvoudige masten en relatief slanke masten (bij gebrek aan middelen tot testen), is de corrolatie voor je kranen dan ook zeer goed.

Het verhaal wijzigt evenwel als de masten breder worden en in realiteit vooral uit lege ruimte bestaan met op de uithoeken een vakwerkje. Want overeenkomst EN50341 resulteert dit dan in een zeer lage densiteiten dus extreem hoge drag coefficienten, men kan zich de vraag stellen of deze nog wel juist zijn.

De norm is allezins langs de veilige kant. Maar hoeveel?
Een antwoord op deze vraag zou waarschijnlijk menig TSO beheerder wel interesseren.

Gebruikersavatar
TomBorger
380 kV
Load: 1888
Aangesloten op: 24 dec 2012 16:46
Favoriete mastsoort: Dennenboommast
Dichtstbijzijnde trafo: Lochem

Re: Brabo en de Antwerpse haven

Load door TomBorger » 20 feb 2018 20:14

Dank voor de link en het heldere uitgebreide antwoord.

We hebben in Nederland ook bij de kruisingsmasten wel weer wat meer "conventionele" ontwerpen met gemiddelde vullingsgraden in vergelijking tot de meer open vakwerken die in België toegepast worden. Overigens zou ik verwachten dat het vooral de mastkop met traverses is die het grootste aandeel heeft in het windmoment onderaan de mast, de onderzijde van de toren is minder belangrijk. En de mastkop is ook bij de kruisingsmasten tamelijk vergelijkbaar met een gewone mast, zij het een supersize versie. Overigens is een beetje reserve soms ook wel prettig om de invloed van allerlei trappen, bordessen en antennes etc. niet te onderschatten.

Gebruikersavatar
CS
laagspanning
Load: 9
Aangesloten op: 09 jan 2017 23:30
Favoriete mastsoort: Scheldecrossing
Dichtstbijzijnde trafo: Wespelaar

Re: Brabo en de Antwerpse haven

Load door CS » 20 feb 2018 21:36

Dag Tom,

Een mastkop heeft inderdaad een grote invloed doch ook hier zijn er optimalisatie mogelijk omdat zeer lange slanke en dense traversen volgens de EN50341 nog 40% van hun projectie oppervlakte als windlast nemen, onafhankelijk van hun lengte en vorm. De realiteit is evenwel dat zeer lange armen veel minder wind nemen en in sommige gevallen zelf aerodynamische voordelen kunnen opleveren. Dit is vrij logisch doch de EN50341 houdt hier geen rekening mee.

Dat de mastkop evenwel de meeste wind vangt is niet steeds het geval. Het is afhankelijk van de verhouding tussen hoogte mastkop en onderliggende mastlichaam. Voor de Schelde kruising zal de mastkop ongeveer 30m zijn, en het onderliggende mastlichaam 160m. Andermaal hoge masten gedragen zich iets of wat anders dan normale masten.

Aangaande de voorzieningen van ladders, bordessen en antenne's. Ik ken de gebruiken in Nederland niet maar voor zoverre ik weet heb worden deze in België deze laatste jaren allemaal mee doorgerekend en heeft men dus geen nood meer om hier een extra reservetje voor te houden.

De mogelijks aanwezige reserves kunnen voor een TSO potentieel veel interessanter zijn om upgrades te kunnen uitvoeren zonder masten te moeten vervangen en dus potentieel vergunningsproblemen te krijgen. Daar ligt het potentieel, maar zoals gezegd zullen de studies eerst nog een aantal iteraties moeten doorgaan voor men zover is, en dit is dus in eerste instantie afhankelijk van de aanwezigheid of afwezigheid van sponsors.

Plaats load