Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Einsatz von Simulationswerkzeugen zur Verbesserung der Auslegung der pneumatischen Förderung von halmgutartigen Biomassen

Im Rahmen des skizzierten Projekts wird aufsetzend auf den Arbeiten im IGF-Vorgängerprojekt Nr. 19995 N die Lücke geschlossen die Diskrete Elemente Methode (DEM) angekoppelt an die numerische Strömungssimulation (CFD) zur konkreten Auslegung von pneumatischen Förderungen mit halmgutartiger Biomasse im industriellen Maßstab zu nutzen. Dazu sind mit der gekoppelten DEM-CFD im Idealfall prädiktiv für die Auslegung und den Betrieb pneumatischer Förderungen Diagramme hinsichtlich der sich ergebenden Strömungszustände abzuleiten bzw. Korrelationen zur Abschätzung der Druckverluste zu gewinnen. Die Herausforderung bei der Ableitung von zuvor genannten Diagrammen und Korrelationen besteht dabei darin, einerseits alle mechanischen bzw. Kontaktparameter der halmgutartigen Biomasse zu kennen, bzw. effiziente Verfahren zu deren Bestimmung, die auch für den Einsatz in der Industrie und insbesondere KMU geeignet sind, weiterzuentwickeln. Gleichzeitig sind aber auch Fragen hinsichtlich der Berechnung der Widerstandskraft in Systemen halmgutartiger Biomasse offen. Beides zusammen adressiert erlaubt aber erst die verlässliche Nachbildung realer halmgutartiger Biomassen in der industriellen Praxis als Teil einer gekoppelten DEM-CFD-Simulation. Der Einsatz der DEM-CFD erlaubt dann die Abbildung unterschiedlicher Betriebszustände einer pneumatischen Förderung, was aufbauend auf den Erkenntnissen und Methoden des Vorgängerprojekts Nr. 19995 N geschehen kann. Anhand der so gewonnenen Daten können für die Auslegung und den Betrieb pneumatischer Förderungen wichtige Diagramme und Korrelationen abgeleitet werden. Diese betreffen die vorherrschenden Förderzustände und Druckverluste. Bisher existieren diese wichtigen Auslegungshilfsmittel nur für sehr kleine oder annähernd equidimensionale Partikel. Mit Ihrer Bereitstellung wird eine Lücke insbesondere für KMU geschlossen, die diesen eine zukünftig zielgerichtete Auslegung und Optimierung pneumatischer Förderungen erlaubt.