D1B.4 Dust transport properties of hydrogen and natural gas in filters of gas stations
Page 24/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

Page 25/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

5.4 Hoeveelheid aanwezig stof en stoftransport (stap 5)
In stap 5 wordt gezocht naar een relatie tussen de hoeveelheid aanwezig stof in het T-stuk en de mate
van stoftransport. Is de hoeveelheid aanwezig stof van invloed op het percentage getransporteerd
stof?
Hierbij wordt voor elke test een hoeveelheid medium stof afgewogen. Deze hoeveelheid varieert per
experiment. Voor lucht zijn door omstandigheden slechts drie gewichten genomen van ongeveer 20
gram, 40 gram en 60 gram. Dit medium is als eerste beproefd waarbij dosering van 60 gram onhandig
bleek vanwege de afmeting van het t-stuk. Met deze reden is de maximum dosering verlaagd naar 50
gram. Voor aardgas en waterstof is gekozen voor gewichten van 15 gram, 25 gram, 38 gram en 50
gram. Door herverdeling van de meetpunten (4 in plaats van 3) is de lineaire relatie gecheckt. Voor
deze experimenten is 1,25 keer de TV-waarde gebruikt.
Dit experiment is uitgevoerd voor lucht, aardgas en waterstof. Na 180 seconden wordt de gasstroom
gestopt en wordt de hoeveelheid opgevangen stof gewogen. De resultaten staan in Figuur 11
weergegeven.
Figuur 11 – percentage afgevangen stof als functie van beschikbaar gewicht bij 1,25TV

Zoals verwacht wordt met lucht de grootste hoeveelheid stof getransporteerd, op ruime afstand van
zowel aardgas als waterstof. Hetzelfde beeld kwam naar voren uit de experimenten voor het aantonen
van de reproduceerbaarheid. Tevens is te concluderen dat de hoeveelheid getransporteerd stof
afhankelijk is van de hoeveelheid aanwezig stof in een leiding. Als er meer aanwezig is, wordt ook
meer getransporteerd. Echter is de maximale hoeveelheid stof die ingebracht kan worden gelimiteerd.
 Het maximum waarmee in deze stap is gemeten (60 gram), was in de praktijk niet goed werkbaar
omdat het te lang duurde om het stof, zonder te verspillen, in te brengen. Er is daarom gekozen voor
de maximale hoeveelheid die praktisch was (50 gram), om zo voldoende differentiatie te krijgen, in
combinatie met een werkbare meetmethode.
Kanttekening hierbij is dat door de werkwijze bij start van het experiment in één keer de tweewegklep
wordt omgezet. Het gas met 1,25TV zorgt voor spreiding van het aanwezige stof vanuit het T-stuk,
hetgeen anders verloopt bij 20 gram in vergelijking met 50 gram.
Page 26/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

5.5 Stoftransport en gassnelheid (stap 6)
In stap 6 is gezocht naar een relatie tussen gassnelheid en stoftransport. Hierbij wordt voor elke test
50 gram medium stof afgewogen. Uit de eerdere experimenten is geleerd wat de TV waarde voor
verschillende gassen en stofsoorten is. Voor dit experiment wordt voor zowel aardgas als waterstof de
snelheid boven de TV-waarde stapsgewijs verhoogd, waarbij gedurende 180 seconden stof wordt
getransporteerd. De resultaten staan in onderstaande grafiek weergegeven.
Figuur 12 – percentage afgevangen stof voor aardgas en waterstof bij snelheden boven de TV

Uit deze set experimenten valt op te maken dat, wanneer de snelheid verder wordt verhoogd boven
de TV-waarde (voor zowel aardgas als waterstof), het stoftransport geleidelijk toeneemt. Echter, deze
toename is voor waterstof veel geleidelijker dan voor aardgas. Het percentage getransporteerd stof bij
driemaal de TV-waarde is voor waterstof beduidend lager dan bij aardgas.
 Page 27/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)
Wanneer bovenstaande plot anders wordt uitgewerkt, ontstaat Figuur 13. Op basis van extrapolatie
kan geïnterpreteerd worden dat volledig stoftransport met waterstof (in de gestelde tijd) wordt bereikt
bij ongeveer viermaal de TV-waarde. Dit komt overeen met een snelheid van 21,6 m/s. Impuls speelt
een belangrijke rol in het transport van stof maar kan op basis van onderstaande grafiek niet
inzichtelijk gemaakt worden.
Figuur 13 – percentage afgevangen stof voor aardgas en waterstof bij snelheden boven de TV

Wanneer de gassnelheden voor aardgas en waterstof worden omgeschreven naar momentum
(gasdichtheid vermenigvuldigd met de kwadratische gassnelheid), dan kan een nieuwe grafiek
geconstrueerd worden waarmee meer inzicht verkregen kan worden voor de relatie tussen
stoftransport en impuls.
Het momentum van een gas is een criterium wat veel toegepast wordt in de scheidingstechnologie en
transport van gassen en vloeistoffen. Het momentum is hierin een maat voor de kracht per
oppervlakte eenheid en wordt gebruikt als een maat voor materie die door een gas wordt
getransporteerd of krachten die acteren op een structuur in de stroming.
 Page 28/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

Figuur 14 – percentage afgevangen stof voor aardgas en waterstof als functie van momentum (r ho-v²)

Op basis van bovenstaande grafiek wordt inzichtelijk gemaakt dat het percentage stoftransport een
relatie kan hebben met het momentum van het gas. Met wat verbeelding kan er een trendlijn door alle
gemeten waardes van zowel aardgas als waterstof (blauw en oranje) getrokken worden. Dit zou
kunnen duiden op een verband tussen de impuls op een deeltje en het percentage van stoftransport,
onafhankelijk van het soort gas. Wanneer dit inderdaad zo zou zijn, zou dat waardevolle informatie
geven voor een inschatting van stoftransport bij bijvoorbeeld andere drukken.
Zowel de impuls van het gas, acterend op het stofdeeltje, als het snelheid spelen een rol in
stoftransport. In verschillende theorieën uit het literatuuronderzoek wordt de weerstandscoëfficiënt CD
gerelateerd aan het Reynolds getal. Het kan hier zowel gaan om het Reynoldsgetal in een buis als het
Reynoldsgetal van de stroming rond een vallend stofdeeltje in een gas.
Wanneer voor Figuur 14 per meetpunt het Reynoldsgetal van het gas in de buis wordt berekend,
ontstaat de volgende tabel;
TV
1,25
1,5
1,75
2,25
3

Reynolds
Aardgas
5441
6529
7619
9793
13058

Regime
Turbulent
Turbulent
Turbulent
Turbulent
Turbulent

Reynolds
Waterstof
1285
1542
1799
2313
3084

Regime
Laminair
Laminair
Laminair
Overgang
Turbulent

Tabel 4 – Reynolds getal bij verschillende terminal velocities (TV) voor aardgas met waterstof

Hierbij wordt voor aardgas een dichtheid van 0,833 kg/m3 en een viscositeit van 0,0114 cP
aangenomen. Voor waterstof wordt een dichtheid van 0,09 kg/m3 en een viscositeit van 0,0088 cP.
 Page 29/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)
Op basis van bovenstaande gegevens is goed te zien dat het meeste stoftransport voor waterstof, ook
boven de TV in een laminair regime plaatsvindt. Pas bij metingen boven 2,25xTV is het flowregime
voor waterstof in overgang naar een turbulent regime.
Bovenstaande analyse laat zien dat een directe vergelijking tussen aardgas en waterstof niet
eenvoudig te maken is. Dit komt mede doordat stoftransport in een laminair of in een turbulent regime
zal plaatsvinden, waarbij resultaten uit deze regimes niet te vergelijken zijn met elkaar. Er kan dan ook
niet zonder meer gesteld worden dat het hetzelfde momentum van het gas, acterend op een
stofdeeltje, leidt tot dezelfde hoeveelheid stoftransport.
Echter om dit goed te kunnen bewijzen, zijn meer meetdata nodig. Mocht er een aanleiding zijn tot
verdere uitwerking van deze theorie, dan is sterk aan te bevelen om meer experimenten te verrichten
bij hogere snelheden met waterstof en aardgas.
Bij alle resultaten voor de bepaling van de terminal velocity (TV) dient rekening gehouden te worden
met het feit dat deze bepaald zijn bij atmosferische condities. Bij verandering van druk en/ of
temperatuur zal de dichtheid van het gas veranderen, hetgeen een effect zal hebben op het
volumetrisch debiet en dus ook de gassnelheid.
 Page 30/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

6. Conclusies en aanbevelingen
Conclusies
De hoofdvraag in dit rapport luidt: “Kan het huidige type stoffilter zonder aanpassingen worden
toegepast voor het veilig en efficiënt filteren van deeltjes in het gasdistributienet wanneer er wordt
overgestapt op waterstof?”. Om deze vraag te beantwoorden wordt beargumenteerd dat de gasfilters
zich niet anders zullen gedragen doordat het gas dat er doorstroomt verandert van aardgas naar
waterstof. Beide gassen zijn niet viskeus waardoor ze zonder veel weerstand door het filter heen
gaan. Of een filter gaat doorslaan, ligt dus met name aan de hoeveelheid stof die accumuleert op het
filter. De hoeveelheid stof die het filter moet afvangen, hangt af van het voorliggende leidingnet. Een
eventuele verandering van het filtergedrag in gasstations hangt dus met name af van de
stofverplaatsing in het voorliggende net.
In het ontwerpen van gasnetten wordt vanwege geluidsproductie en mogelijke trillingen een
snelheidscriterium in de hoofdleidingen gehanteerd van 30 m/s. In de praktijk zal dit niet snel gehaald
worden door bestaande overcapaciteit en toegelaten drukverlies. Snelheden van 20 m/s zijn
uitzonderlijk maar mogelijk in korte leidingsecties bij extreme koude. In een berekening met Irene PRO
op een bestaand net bij -12ºC is gebleken dat in de lagedruknetten de snelheden in slechts 10% van
het net boven de 5 m/s uitkomen (voor aardgas). In de hogedruknetten zal dit percentage bij extreme
kou richting 50% gaan, waarbij opgemerkt kan worden dat ook hier een aanzienlijk percentage van het
leidingnet nooit een hoge stroomsnelheid zal hebben. Gezien de gevonden TV voor aardgas is het
dus aannemelijk dat er nog stof ligt in het huidige gasnet.
 Dit onderzoek heeft zich daarom gericht op het inzichtelijk maken of er een toename of afname is van
het stoftransport in een buis onder invloed van toenemende gassnelheid. Omdat het
literatuuronderzoek geen eenduidig antwoord gaf, en experimenteel werk op dit vlak niet gevonden is,
is er een transparante testopstelling gebouwd. Dop deze manier was het mogelijk om het stoftransport
te visualiseren en te karakteriseren.
Met het literatuuronderzoek en aanvullende experimenten was het mogelijk om diverse variabelen te
definiëren. Deze basis is gebruikt om de invloed op stoftransport te onderzoeken. Zo is naar een
korrelgrootte en dichtheid voor veelvoorkomend stof in het gasdistributienet gezocht en zijn er drie
verschillende korrelgroottes stof gekozen om stof te karakteriseren, fijn stof (40-70 micron), medium
stof (150-250 micron) en grof stof (400-600 micron). De reproduceerbaarheid, tijdsafhankelijkheid en
massa-afhankelijkheid van stoftransport bij kritische gassnelheden zijn vastgesteld.
Hieruit valt te concluderen dat testen goed reproduceerbaar zijn, dat een tijdsduur van 3 minuten per
test voldoende is voor een representatieve stofverplaatsing en dat 50 gram stof een goede dosering
is. Op basis van deze testen is voor de verschillende parameters een representatieve “basiswaarde”
gekozen, de terminal velocity (TV). Typisch ligt deze waarde hoger voor waterstof dan voor aardgas.
Met deze instellingen zijn vervolgens diverse testen uitgevoerd om inzicht te krijgen in het
stoftransport. Uiteindelijk zijn er een aantal interessante conclusies en afhankelijkheden naar voren
gekomen.
De belangrijkste conclusie hierbij is dat er ten opzichte van aardgas meer stof getransporteerd zal
worden door waterstof wanneer dezelfde hoeveelheid energie door een buis wordt getransporteerd.
 De belangrijkste nuancering hierbij is dat dit afhangt van zowel de gemiddelde korrelgrootte als de
dichtheid van het stof. Dit betekent niet dat direct al het stof in de filters van bijvoorbeeld gasstations
aanwezig zal zijn, maar wel dat dit op den duur plaats gaat vinden.
Met waterstof duurt het, in verhouding met aardgas, langer voordat al het stof wordt getransporteerd,
maar bij snelheden boven de TV zal uiteindelijk al het stof getransporteerd worden.
Page 31/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

Aanbevelingen:
Aanbevelingen voor de praktijk
Bij een omschakeling van het bestaande net zullen hoogstwaarschijnlijk niet alleen de snelheden in
het net toenemen. Denkbaar is dat bij het proces van omschakelen (waarbij een deel van het net nog
op aardgas wordt bedreven en een ander deel van het net is overgezet op waterstof) de
stromingsrichting van zowel het deel dat op waterstof is omgezet, als het deel dat op aardgas is
overgezet, gaan veranderen. Hierdoor wordt verwacht dat initieel meer stoftransport zal plaatsvinden
met waterstof in vergelijking met aardgas. Afhankelijk van de opbouw van het net en de momentane
afname is te verwachten dat dit aanvankelijk een grotere invloed kan hebben op de hoeveelheid stof
in een filter dan de veranderende stroomsnelheid. De verwachting hierbij is dat een tijdelijke toename
van de hoeveelheid stof door een overschakeling naar waterstof voor een vergelijkbaar effect zou
zorgen als wanneer dit gebeurt met aardgas. Dit dient echter wel nader onderzocht te worden.
 Het is dan ook aan te raden om een (deel-)net te spoelen met hoge snelheden om zo het aanwezige
stof uit het net te verwijderen. Daarnaast is het aan te raden om kort na omschakeling de filters vaker
te inspecteren, vooral wanneer er een groot debiet door de leiding gaat, bijvoorbeeld in een koude
periode.
Aanbeveling voor de normcommissie NEN 1059
In de NEN1059:2019 wordt gesteld dat de maximum gassnelheid door het filter 0,3 m/s mag
bedragen. De maximale aanstroomsnelheid van het filterhuis mag maximaal 30 m/s bedragen. De
basis voor deze criteria worden in de norm niet besproken. Het is aan te bevelen om dit soort
passages aan te passen zodat ze ook werkbaar blijven voor de waterstofdistributie. Deze aanbeveling
zal in zijn algemeenheid ook voor andere normen voor de gasdistributie gelden.
Aanbevelingen voor nader onderzoek.
De resultaten van dit onderzoek zijn een eerste indicatie dat bij het omzetten van een bestaand
gasnet van aardgas naar waterstof, mogelijk meer stof in de filters verwacht kan worden. Aangezien
deze testen atmosferisch uitgevoerd zijn, is het aan te bevelen om voor een vollediger inzicht deze
testen ook met 8 bar uit te voeren. De verwachting hierbij is dat er weinig verschillen gemeten zullen
worden in vergelijking met de testen bij atmosferische druk. De hypothese is dat gassnelheden waarbij
stoftransport plaats zal vinden, zullen waarschijnlijk lager zijn vanwege een hogere dichtheid van het
gas. De hogere dichtheid zorgt ervoor dat de stromingen eerder turbulent zullen zijn en dat de impuls
van het gas op een deeltje ook toeneemt. Dit onderzoek zou idealiter worden gedaan met een filteren filterhuis dat wordt toegepast in de huidige netten. Zo kunnen de effecten bij verhoogde druk voor
stoftransport worden vastgesteld en kunnen criteria worden vastgesteld voor de maximum
gassnelheden.
 Uit het onderzoek komt naar voren dat er een mogelijke relatie is tussen het momentum van het gas
en de hoeveelheid stoftransport. Er zijn nog niet voldoende resultaten om dit verband met zekerheid
vast te stellen. Het is aan te bevelen deze momentum theorie nog verder theoretisch en experimenteel
te onderzoeken. Het begrijpen van deze relatie is van belang om een directe link te kunnen maken
tussen gassen onderling en tussen gassen bij verschillende drukken.
Page 32/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

Referenties
[1] Erik Polman, Theo Musselaers, Rene Hermkens, Sjoerd Jansma, Michiel van der Laan, Hans de
Laat, Benjamin Pilzer, Kees Pulles, „Toekomstige gasdistributienettten,” KIWA GT-170272,
2018.
[2] Kramstrup, „Toestandsmeting gas stoffilter,” 2010.
[3] C. Lock; C.J.A. Pulles, „Gaslevering Yerseke onderbroken - technische oorzaak van de storing,”
KIWA Technology, 2013.
[4] Iain Chirnside, Jon Harris, „Transportation of debris by hydrogen inside PE pipelines,” H100
report, 2019.
[5] Evgeny Rabinovic, Haim Kalman, „Pickup, critical and wind threshold velocities of particles,”
Powder Technology, vol. 176, pp. 9-17, 2007.
[6] L.M. Gomes, A.L. Amarante Mesquita, „On the prediction of pickup and saltation velocities in
pneumatic conveying,” Brazilian Journal of Chemical Engineering, vol. 31, pp. 35-46, 2014.
[7] R. Clift, W.H. Gauvin, „Motion of Entrained Particles in Gas Streams,” The Canadian Journal of
Chemical Engineering, vol. 49, pp. 439-448, 1971.
[8] R.E. Povoci, G. Villaflor, J.E. Flores, „Minimum transport velocities of mineral and metallic dusts
in exhaust systems,” Ventilation, pp. 111-120, 1997.
[9] Gholamhossein Bagheri, Costanza Donadonna, „On the drag of freely falling non-spherical
particles,” Powder Technology, vol. 301, pp. 526-544, 2016.
[10] P. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, McGraw Hill, 2007.
[11] K. Technology, „Onderzoek naar stofplaag Wassenaar,” Gasnet, 2018.
 [12] J.E.C. Renkens, „Het verwijderen van stof uit het gasnet,” Gas, pp. 267-272, 1977.
[13] P.W.F. Peereboom, H.W.L. Bruckman, G.T. van Heck, „Reinigen van aardgas met
elektreetfilters,” Gas, pp. 470-473, 1993.
Page 33/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

I Overzicht van vragen HyDelta WP1B
In dit werkpakket worden de volgende vragen behandeld
Bestandheid materialen:
•

Kunnen de weke delen van de in de aardgasdistributie toegepaste regelaars en veiligheden in
vergelijking met waterstof negatief worden beïnvloed als wordt overgegaan naar distributie
van waterstofgas? (nr. 207, zie KIWA rapport GT-200237)

Werking station:
•
•
•

Zijn de huidige stations geschikt voor het veilig reduceren van waterstofgas (station in zijn
geheel)?’ (nr. 206, zie HyDelta rapport – D1B.1 - Gasdrukregelaars op aardgas en waterstof)
Welke effecten heeft het verhogen van de snelheid op de complete werking van het station?
(nr. 213, zie HyDelta rapport – D1B.1 - Gasdrukregelaars op aardgas en waterstof)
Zijn aanpassingen aan de behuizing noodzakelijk voor een veilig gebruik met H2 en zo ja,
welke? (ventilatie & aarding) (nr. 212, zie HyDelta rapport – D1B.3 - ventilatie)

Veilig werken aan en met stations op waterstof:
•
•
•

Welke beheersmaatregelen (VWI) zijn noodzakelijk om een station in- en uit bedrijf te nemen?
(nr. 208, zie HyDelta rapport – D1B.2 – Veiligheid bij werken aan gasstations)
Kan op een veilige manier de druk vereffend worden indien een veiligheid is gevallen? (nr.
 209, onderdeel van 208, zie HyDelta rapport – D1B.2 – Veiligheid bij werken aan gasstations)
Is er een noodzaak voor intensievere inspectie van filters in gasdrukregelstraten? Dit
onderdeel gaat specifiek over filters, de verhoogde gassnelheid kan er toe leiden dat meer vuil
wordt meegevoerd en dat kan tot een grotere belasting van de filters leiden (nr. 173 zie
HyDelta rapport – D1B.3 – Gasfilters)

Page 34/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

II Overzicht samenstelling begeleidings- en sparringsgroep
Tabel 5 – Samenstelling begeleidingsgroep en sparringsgroep

Naam
Werkgever
Begeleidingsgroep
Sparringsgroep
R. van Hooijdonk
Enexis
V
V
J. Jonkman
Rendo
V
V
R. Scholten
Rendo
V
V
P. Verstegen
Alliander
V
V
R. Verhoeve
Stedin
V
J. Voogt
Enexis
V
S.J. Elgersma
Gasunie
V
N. Vermeltfoort
Kiwa Technology
V
S. van Woudenberg
Kiwa Technology
V
V
De begeleidingsgroep is een actievere rol toebedacht bij de uitvoering van het deelonderzoek in
vergelijking met de sparringsgroep. De sparringsgroep is betrokken bij de opzet van het
testprogramma en bij het beoordelen van de concept-rapportages.
Page 35/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

III Begrippenlijst
Begrip

Omschrijving / toelichting

Lgas (laag calorisch gas)

86 vol% methaan + 14% stikstof

Overdruk

Druk boven de atmosferisch druk
(8 bar komt overeen met 9 bar absoluut)

m3n

Een m3 bij 1013.25 mbar(a) en 0 0C

CH4

Methaan

Fd

De opwaartse kracht wat een deeltje ondervindt
in een gasstroom (N)

Fg

De zwaartekracht die op een deeltje werkt (N)

H2

Waterstof.
De testen zijn uitgevoerd met waterstof 5.0
(zuiverheid 99,999%)

TV

Terminal Velocity; snelheid waarbij stofdeeltjes
net gaan bewegen met de gasstroom.
 Pin

Ingaande druk in bar(a)

Pu, max

Uitgaande druk in bar(a)

g

Zwaartekracht (9,81 m/s²)

dp

Korrelgrootte van een stofdeeltje (micron)

p

Dichtheid van een stofdeeltje (kg/m3)

g

Dichtheid van het gas (kg/m3)

CD

Drag coëfficiënt (-)

r

straal van een deeltje (m)

u

snelheid van de gasstroom (m/s)

Page 36/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

IV Samenstelling stof

Page 37/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

V Berekeningen voor transparante testopstelling
Voor de bouw van transparante testopstelling is op basis van verschillende variabelen, gekeken hoe
slimme keuzes gemaakt konden worden op basis van wat simpele berekeningen.
Zo was de wens om een opstelling te definiëren met de juiste lengte zodat het gedrag van stof goed
bestudeerd kon worden. Hiervoor kan de theorie uit paragraaf 3.2 gebruikt worden.
Schematisch zal het transport van een stofdeeltje er als volgt uitzien;

Figuur 15 – settelen van stofdeeltjes in een leiding volgens Stokes law

In het testprogramma is gekozen voor stof met diverse korrelgroottes. Elke stofsoort heeft een
minimale en een maximale korrelgrootte. Om te voorkomen dat stofdeeltjes neerslaan in de opstelling,
kan een berekening gemaakt worden voor de kritisch snelheid waarbij dit gebeurt aan de hand van
vergelijking 3. Wanneer de snelheid van het gas boven deze kritische snelheid uitkomt, zal
stoftransport gaan plaatsvinden.
 Wanneer met behulp van vergelijking 3 een berekening gemaakt wordt voor berekening van TV op
basis van lucht (dichtheid 1,13 kg/m3) en medium stof (dichtheid 2450 kg/m3 en een minimale
korrelgrootte van 150 micron), volgt;

𝑇𝑉 = 1,73√

𝑔𝑑𝑝 (𝜌𝑝 −𝜌𝑔 )
𝜌𝑔

= 1,73√

9,81∙150∙10−6 ∙(2460−1,13)
1,13

= 3,09 m/s

Hieruit valt op te maken dat snelheid voor lucht rond deze waarde (of hoger) zal moeten liggen om stof
te kunnen transporteren.
Tevens zal de opwaartse snelheid van gas in een verticale buis minimaal deze snelheid moet hebben
om continu met het gas meegevoerd te worden. De snelheden in de verticale sectie van de
transparante testopstelling is vele malen lager. Hierdoor zal er geen stof naar het filter getransporteerd
worden en kan geconcludeerd worden dat al het medium stof in de weegbak terecht zal komen.
Tevens is een check van de grenslaagtheorie gedaan om te onderzoeken of de grenslaag voldoende
klein is en de experimenten niet beïnvloedt. Uit deze berekeningen blijkt dat deze, afhankelijk van het
Reynolds getal voldoende zal zijn waarbij het omslagpunt van laminair naar turbulent wel een rol zal
spelen.
Deze berekeningen zijn gebruikt om een gefundeerde keuze te maken voor de dimensionering van de
transparante sectie en de verticale sectie waarin de weegbak en het filter gemonteerd wordt. Tijdens
het uitvoeren van de experimenten is het filter meerdere malen gecontroleerd op vervuiling. Hieruit
bleek dat zelfs bij het hoogste debiet waarmee is geëxperimenteerd, geen stof door het filter te zijn

Page 38/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)
afgevangen. Hieruit blijkt dat bovenstaande berekening heeft geleid tot een goed gedimensioneerd
systeem.
VI Foto’s van transparante testopstelling
Onderstaand enkele foto’s van de testopstelling.
 Overzicht met transparante sectie

Regelventiel en reduceerventiel

T-stuk voor stofdosering

Tweewegklep met afblaas en T-stuk

Gasfilter en afblaas 2

Weegbak

Page 39/40

WP1B – Gasstations
D1B.4 – Stoftransport met waterstof/
aardgas ten behoeve van gasfilters
(Deel 1)

Transparante sectie en lage snelheidsectie

Nauwkeurige weging van stof (inclusief
weegbak)

MFM met aansturing

MFM en Tweewegklep

Page 40/40.
