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Modellmäßige Erfassung des dynamischen Trennverfahrens eines Abweiseradsichters

M. Sc. Mathias Stender

(gefördert durch die DFG unter SPP 1679)

 

In der Feststoffverfahrenstechnik sind trockene Klassierprozesse sowohl zur  Herstellung enger Partikelfraktionen als auch zur Abtrennung von Fehlkorn (z.B.  hinter einer Mühle) von großer Bedeutung. Prinzipiell lassen sich diese  Klassierprozesse in Strömungs‐ und Siebklassierung unterteilen. Bestehende  Modelle zur Beschreibung der Trennkurven von Sieb‐ bzw. Sichtanlagen (z.B. Abweiseradsichter) beruhen auf rein geometrischen bzw.  Gleichgewichtsbetrachtungen. Während dies für eine Abschätzung der  Trennkorngröße hilfreich ist, müssen diese Modelle für die Simulation dynamischer Betriebsweisen von Klassierapparaten erweitert werden. Änderungen in Beladung und Strömungsgeschwindigkeiten bedingt die  Bestimmung von charakteristischen Ansprechzeiten („Reaktionszeiten“) des  Apparates, wie man sie aus der Fluidverfahrenstechnik kennt.

 

Projektziel
Das Ziel des Projektvorhabens ist die Beschreibung des dynamischen  Trennverhaltens eines Abweiseradsichters für trockene Partikelkollektive. Der  Fokus soll auf der Betrachtung des instationären Betriebes bei hohen  Partikelbeladungen liegen.

 

Optische Strömungserfassung
Um das Muster der Zweiphasenströmung innerhalb der Sichtschaufeln sichtbar  zu machen, wird der Sichtvorgang mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera  aufgezeichnet. Es soll ein in Abbildung 1 gezeigter Aufbau zum Einsatz  kommen. Untersucht wird der Einfluss der tangentialen Anströmgeschwindigkeit  und der Sichtraddrehzahl auf das Strömungsmuster. Bekannt ist, dass sich innerhalb der Sichtschaufeln Wirbel (Abbildung 2, blau  angedeutet) ausbilden, welche die effektive Durchtrittsfläche für die Partikel   verringern. Außerdem soll der Partikeleinfluss auf das Strömungsmuster  ermittelt werden.

Abweiseradsichter

 

Zeitaufgelöste Probenahme
Im Weiteren wird die Sichtanlage um Sammelvorrichtungen am Gob‐ und Feingutauslass ergänzt. Hiermit können, über einen hinreichend kurzen  Zeitraum, Proben in unterschiedliche Gefäße gesammelt werden. So kann der  Trenngrad mit einer zeitlichen Auflösung bestimmt werden. So können  Rückschlüsse auf die Adaptionszeit der Sichtanlage auf sich ändernde  Prozessparameter wie Drehzahl oder Aufgabegutmassenstrom gewonnen  werden.

 

Anpassung eines mathematischen Modells
Mit den gewonnenen Messdaten sollen bestehende mathematische Modelle (aufgestellt vor allem von HUSEMANN oder MOLERUS) für stationäre  Betriebsweise validiert und für instationäre Betriebszustände weiterentwickelt  werden.

 

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