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Werkzeuge und Methoden zur verbesserten fluiddynamischen Auslegung von Querstromböden mit Hochleistungsventilen

IGF-Nr. 20835 BG

Forschungsstelle 1:

Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf e.V.

Bautzner Landstraße 400

01328 Dresden 
Projektleiter 1: Prof. Dr.-Ing. Uwe Hampel 
Forschungsstelle 2:

Ruhruniversität Bochum

Institut für Thermo- und Fluiddynamik

Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik

Universitätsstraße 150

44801 Bochum 
Projektleiter 2: Prof. Dr.-Ing. Marcus Grünewald 
Forschungsstelle 3:

Technische Universität München

Lehrstuhl für Anlagen- und Prozesstechnik

Boltzmannstraße 15

85748 Garching
Projektleiter 3: Prof. Dr.-Ing. Harald Klein
Laufzeit: 01.03.2020 - 28.02.2023

Die Gewährleistung optimaler Strömungsverhältnisse auf Kolonnenböden mit Hochleistungsventilen und deren verlässliche Auslegung wird künftig immer wichtiger, da durch die Energiewende eine Flexibilisierung der Lastbereiche von Trennprozessen erforderlich wird. Böden und Ventile sowie die hydraulische Auslegung von Kolonnen werden überwiegend von kleinen und mittelständischen Equipment-Herstellern und Ingenieurdienstleistern entwickelt. Sie haben bisher jedoch keine verlässlichen Auslegungstools für Hochleistungsböden. In diesem Forschungsvorhaben sollen deshalb praxistaugliche Werkzeuge und Methoden für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) entwickelt werden. Dazu zählen innovative Messverfahren, unikal instrumentierte Versuchsstände im Technikumsmaßstab und physikalisch begründeten Auslegungsregeln und Simulationstools. Neben Experimenten mit Wasser/Luft im Pilotmaßstab wird auch mit organischen Stoffsystemen in kleinerem Maßstab experimentiert, um den Einfluss des Stoffsystems korrekt zu erfassen. Die neuen Werkzeuge und Methoden sollen den KMU eine standardisierte experimentelle und theoretische Vorgehensweise bei der Entwicklung von Querstromböden mit neuen Hochleistungsventilen ermöglichen und nachhaltig zur Verbesserung der hydraulischen Bodenauslegung beitragen. Damit erhalten die Anwender ein ganz neues Verständnis über die Abhängigkeit der Bodenüberströmung von Geometrie und Stoffsystemen sowie neue Kenntnisse über die Belastungskennfelder bzgl. Durchregnen, Entrainment und Fluten von Hochleistungsböden. So kann die Strömungsführung durch eine gezielte Anordnung von Push-Valves optimiert werden.

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BMWi-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 20835 BG der Forschungsvereinigung Forschungs-Gesellschaft Verfahrens-Technik e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wird 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.