| Forschungsstelle 1: | Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik Bereich Verfahrenstechnische Maschinen Straße am Forum 8 76131 Karlsruhe |
| Projektleiter 1: | M. Gleiß |
| Laufzeit: | 01.07.2025 - 30.06.2027 |
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Vorhersage des Füllvorgangs für horizontale und vertikale Schälzentrifugen mittels CFD. Damit lassen sich die optimalen Einstellungen für den Füllvorgang in Abhängigkeit der Stoff- und Betriebsparameter quantifizieren und gleichzeitig die Auslegung von Füllsystemen systematisch untersuchen. Ausgangspunkt für die Beurteilung des Füllvorgangs für Schälzentrifugen vertikaler und horizontaler Bauart sind Simulationen mit reiner Flüssigkeit. Dies ermöglicht die Vorhersage des zeitlichen Verhaltens des Füllvorgangs und der Beschleunigung der Flüssigkeit auf Umfangsgeschwindigkeit. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen anschließend in die Entwicklung einer Simulationsmethode zur Vorhersage des Füllvorgangs unter Berücksichtigung der Partikeleigenschaften und deren Einfluss auf die Filterkuchenbildung ein. Für reale Stoffsysteme ergibt sich damit der entscheidende Vorteil, dass verfahrenstechnische Aspekte wie auftretende Entmischungen und deren Einfluss auf die Filterkuchenbildung zeit- und ortsaufgelöst vorhergesagt werden können. Abschließend erfolgt die Validierung des entwickelten Simulationsansatzes mit Hilfe von Experimenten an einer Schälzentrifuge im Technikumsmaßstab. Der angestrebte Erkenntnisgewinn ermöglicht es den Apparatebauern, die physikalischen Vorgänge besser zu verstehen, die Auslegung der Apparate zu verbessern und effizientere, maßgeschneiderte Zulaufsysteme zu entwickeln. Das generierte Wissen lässt sich somit direkt auf neue Filterzentrifugen anwenden bzw. für bestehende Anlagen durch Nachrüstung umsetzen. Dies führt zu einem Wettbewerbsvorteil für den in Deutschland ansässigen Apparate- und Anlagenbau, insbesondere im Hinblick auf den Kostendruck bei Neuentwicklungen durch die bestehende Konkurrenz aus Fernost. Die Anwender in der Prozessindustrie profitieren von den effizienteren Filterzentrifugen, da sich die Produktionskosten für eine Vielzahl von Produkten reduzieren lassen.
Das IGF-Vorhaben Nr. 01IF23624N der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wird im Rahmen des Programms „Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.