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Berechnung der Kuchenfiltration in Fließschemasimulationen mit numerischen Verfahren

IGF-Nr. 17994 N

Im Rahmen dieses Projektes wurde ein Modellierungsansatz entwickelt, der es ermöglicht, die Bildung kompressibler Filterkuchen bzw. Haufwerke zu beschreiben. Dabei wird der Filterkuchen bzw. das Haufwerk als kontinuierliches System mit lokal unterschiedlichen Durchströmungseigenschaften und Porositäten angenommen. Ausgehend von diesem Modell wurde ein Algorithmus entworfen, mit dem es möglich ist, die genannten Vorgänge in Fließschemasimulationen zu integrieren. Zur Anwendung des Algorithmus auf reale Filtrationsvorgänge müssen vom Partikelsystem abhängige Materialparameter bekannt sein. Um diese Materialeigenschaften zu bestimmen, wurde ein Prüfstand aufgebaut, mit dem es möglich ist, Verformung und Durchströmungswiderstand druckbelasteter Haufwerke zu untersuchen. Es wurden unterschiedliche Partikelsysteme ausgewählt, die sich in der Ursache ihrer Kompressibilität unterscheiden. Diese Partikelsysteme wurden an dem aufbauten Prüfstand untersucht. Dadurch konnten Funktionen für das die belastungsabhängige Porosität sowie den belastungsanhängigen Durchströmwiderstand gewonnen werden. Die gewonnen Daten wurden in den Algorithmus implementiert. Die Simulationen wurden anschließend mit parallel durchgeführten Drucknutschen-Versuchen verglichen.

Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 01/2014 bis 08/2016 an der Technischen Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik (Gottlieb-Daimler-Straße, 67663 Kaiserslautern, Tel. 0631/205-2114) unter der Leitung von Prof. Dr. Sergiy Antonyuk (Leiter der Forschungsstelle: Prof. Dr.-Ing. Siegfried Ripperger).

 

 



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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 17994 N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

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