De recuperatie van energie is interessant, zowel voor de economie als het milieu. Daarom zijn warmtewisselaars terug te vinden in alle delen van de industrie en in het dagdagelijkse leven. De prijs van klassieke warmtewisselaar materialen zoals koper is echter aan het stijgen, wat de investering in warmtewisselaars minder interessant maakt.

Een oplossing is de transitie naar goedkopere materialen, maar er zijn niet veel opties. Warmtewisselaars worden typisch gebruikt in toepassingen met hoge druk en/of temperaturen, al dan niet in combinatie met corrosieve vloeistoffen. Aangezien metalen niet allemaal evengoed bestand zijn tegen deze corrosieve omstandigheden, werd het mogelijke gebruik van polymeren onderzocht. Polymeren beschikken immers vaak over een goede chemische weerstand, maar zij vertonen echter een lage thermische geleidbaarheid.

“In mijn doctoraat onderzocht ik het potentieel van warmtewisselaars vervaardigd uit vezelversterkte kunststoffen”, vertelt Joanna.

“Het doel was het vinden van geschikte materiaal combinaties, het aanpassen van het design van een klassieke warmtewisselaars om de voordelen van thermoplastische kunststoffen zoveel mogelijk te benutten en het bepalen van de mechanische eigenschappen, meer bepaald de stijfheid en sterkte van deze materialen”, vervolgt Joanna.

“In het kader van mijn doctoraat heb ik verschillende testmethoden onderzocht voor zowel korte- als lange-termijn studies om de prestatie van warmtewisselaars uit vezelversterkte kunststof te evalueren”, legt Joanna uit.

“Ik heb een opstelling gerealiseerd om een klein prototype te testen onder realistische gebruiksomstandigheden waarbij de vervorming zeer nauwkeurig kon worden gemeten. Verder is een optimalisatie doorgevoerd van metingen in gestandaardiseerde testen en werd een parameterstudie via Dynamic Mechanical Analysis doorgevoerd, om zo korte en lange-termijn studies voor warmtewisselaar materialen mogelijk te maken. Tot slot is ook het loskomen van korte vezels binnen een polymeermatrix bestudeerd, als voorbereiding voor de numerieke modellering van dergelijk gedrag, nodig voor een nog beter begrip van het mechanisch gedrag van deze materiaalklasse”, besluit Joanna.

Lees een uitgebreidere samenvatting of het volledige doctoraat

-

Titel doctoraat: Experimentele karakterisering van kortevezelversterkte thermoplastische materialen voor gebruik in warmtewisselaars: ontwikkeling van opstellingen en methodologie voor het testen van subcomponenten, coupons en ingebedde individuele vezels

-

Contact: Joanna Schalnat, Lode Daelemans, Wim Van Paepegem

Joanna Schalnat is geboren op 13 september 1990 in Hannover, Duitsland. Van daaruit verhuisde ze naar Dresden, Duitsland om aan de technische universiteit van Dresden procestechniek te studeren met een focus op hout- en vezelmateriaaltechnologie. Als bijbaantje nam ze de kans waar om voor verschillende doctoraatsstudenten te werken. Haar hoofdtaak was het karakteriseren van sterkte en stijfheid op hout en houtcomposieten, wat haar motiveerde om te zoeken naar meer mogelijkheden voor mechanische testen.

In stages bij Danzer in Kesselsdorf, Duitsland en bij SP in Borås, Zweden, kon ze haar kennis over de productie en het testen van zowel laminaten als composieten uitbreiden en behaalde ze in 2016 met succes haar ingenieursdiploma.

Zonder ooit eerder in België te zijn geweest, besloot ze enthousiast om zich aan te sluiten bij de onderzoeksgroep Mechanica van Materialen en Structuren aan de Universiteit Gent. Gefinancierd door het Compohex project en het Relicario project, heeft ze een geweldige tijd doorgebracht in het mechanische lab om te leren over testen, composieten, test-opstellingen en het belang van teamwork. De resultaten hiervan worden in dit proefschrift gepresenteerd. Tijdens haar studie heeft ze bijgedragen aan wetenschappelijke publicaties en deelgenomen aan verschillende internationale conferenties.

-

Redacteur: Jeroen Ongenae - Illustrator: Roger Van Hecke