Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Werkzeuge und Methoden zur verbesserten fluiddynamischen Auslegung von Querstromböden mit Hochleistungsventilen

Die Gewährleistung optimaler Strömungsverhältnisse auf Kolonnenböden mit Hochleistungsventilen und deren verlässliche Auslegung wird vor allem vor dem Hintergrund der zukünftig durch die Energiewende erforderlichen Flexibilisierung der Lastbereiche von Trennprozessen steigende Priorität erhalten. Die Entwicklung von Böden und Ventilen sowie die hydraulische Auslegung von Kolonnen erfolgen in erheblichem Maße durch kleine und mittelständige Equipment-Hersteller und Ingenieurdienstleister, denen jedoch bisher verlässliche Auslegungstools für Hochleistungsböden fehlen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es daher, diesen kleinen und mittelständigen Unternehmen (KMU) praxistaugliche Werkzeuge und Methoden, bestehend aus innovativen Messverfahren, unikal instrumentierten Versuchsständen im Technikumsmaßstab und physikalisch begründeten Auslegungsregeln und Simulationstools, bereitzustellen. Neben Experimenten mit Wasser/Luft im Pilotmaßstab werden auch Experimente mit organischen Stoffsystemen in kleinerem Maßstab durchgeführt, um den Stoffsystemeinfluss korrekt erfassen zu können. 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. Darüber hinaus sollen die Werkzeuge und Methoden Anwendern ein ganz neues Verständnis über die Geometrie- und Stoffsystemabhängigkeit der Bodenüberströmung sowie neue Kenntnisse über die Belastungskennfelder bzgl. Durchregnen, Entrainment und Fluten von Hochleistungsböden liefern. Dies ist insbesondere Vorrausetzung für die Optimierung der Strömungsführung durch eine gezielte Anordnung von Push-Valves.