GVT - 19528 N
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Umfassende numerische Simulationen zur rechnerischen Auslegung von Zentrifugen: Trennung und Klassierung polydisperser Partikelsysteme

IGF-Nr. 19528 N

Forschungsstelle:

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik

Lehrstuhl Verfahrenstechnische Maschinen

Straße am Forum 8

76131 Karlsruhe
Projektleiter: Prof. Hermann Nirschl
Laufzeit: 01.05.2017-30.04.2019
Betreut durch: AK 3

Zentrifugen werden zur mechanischen Flüssigkeitsabtrennung in vielen Industriezweigen verwendet. Trotzdem sind für ihre Auslegung nur stark vereinfachte analytische Methoden vorhanden. Außerdem gibt es Wissenslücken beim Prozessverständnis,  da die Vorgänge beim Trennprozess experimentell schwer zugänglich sind. Mit leistungsfähigen Rechnern ist es mittlerweile jedoch möglich, die Vorgänge mittels numerischer Strömungssimulation (CFD) zu untersuchen. In einen Vorläuferprojekt wurde eine neue Simulationsmethode entwickelt. Damit kann der Sedimentaufbau aus monodispersen Partikeln unter Berücksichtigung vom möglichen Sedimentfließen für kompressible und inkompressible Sedimente simuliert werden. Zusätzlich wurden erste Testuntersuchungen zum Fließverhalten von inkompressiblen Haufwerken durchgeführt. In diesem Projekt soll die Methodik erweitert werden. Dadurch kann sowohl beim Trennprozess als auch bei der Beschreibung des Fließverhaltens der Einfluss der  Größenverteilung der Partikel berücksichtigt werden. Zusätzlich wird eine modifizierte Scherzelle für ein Ringschergerät konstruiert, um das Materialverhalten von kompressiblen Haufwerken zu untersuchen. Ziel ist es, eine Methodik zu haben, welche sowohl den Trenn- als auch den Klassierungsprozess in Vollmantelzentrifugen abbilden kann und dabei das komplexe Fließverhalten des Sedimentes berücksichtigt. Dieses vertiefte Verständnis des Prozesses nutzt den Zentrifugenherstellern, die überwiegend im Bereich der KMU angesiedelt sind. Die entwickelte Simulationsmethode bildet gleichzeitig auch eine Grundlage für  Simulationsmethoden von anderen Zentrifugen-Typen wie z. B. Filterzentrifugen

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 19528 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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