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Verbesserung der pneumatischen Beschickung von Prozessen zur Nutzung halmgutartiger Biomasse (AiF IGF - Projekt)

Abbildung: Simulation einer pneumatischen Förderung
Lupe [1]

Ein geeignetes Verfahren für den Transport halmgutartiger Biomassen, aber auch anderer faseriger Stoffe, ist die pneumatische Förderung. Ist eine solche Förderung nicht optimal ausgelegt, kann es zu Betriebsstörungen und daraus folgend erhöhten Betriebskosten kommen. Gerade bei halmgutartiger Biomasse / anderen faserigen Stoffen können sich die Partikel aufgrund ihrer Form ineinander verhaken und damit zu Blockaden in der Förderung führen, was in möglichen Schwankungen im Fördergutmassenstrom resultiert und zu Beanspruchung der Halme/Fasern führt. In diesem Zusammenhang anzumerken ist, dass aktuell vorhandene Auslegungsdiagramme und Berechnungsansätze zur pneumatischen Förderung für halmgutartige Biomasse und andere faserige Stoffe unzureichend sind.
Eine Möglichkeit, um ein besseres Verständnis des Transports halmgutartiger Biomasse bzw. faseriger Stoffe zu erhalten, stellen numerische Ansätze, wie die Diskrete Elemente Methode (DEM) unter Anbindung an die numerische Strömungssimulation (CFD), dar. Diese ist in der Lage, Systeme aus Partikeln mit halmgutartigen oder faserigen Eigenschaften abzubilden, wobei auch die Verformung von Halmen/Fasern berücksichtigt werden kann. Die Simulationsmethodik erlaubt es damit, eine Vielzahl unterschiedlicher Betriebszustände mit verhältnismäßig geringem Aufwand abzubilden. Der Aufbau einer solchen Methodik, um die DEM/CFD zur Ableitung/Weiterentwicklung von Auslegewerkzeugen und Rechenvorschriften für die pneumatische Förderung halmgutartiger/faseriger Stoffe heranzuziehen, ist Ziel des hiesigen Vorhabens. Eine derartige Methodik, genauso wie die abgeleiteten Modelle, kommen direkt KMUs (z.B. Anlagenbauern, Betreibern von Anlagen) zu Gute, in denen der pneumatische Transport halmgutartiger/faseriger Stoffe eine Rolle spielt. Als Ergebnis wird sich das Förderverhalten wirkungsvoll vorhersagen und hinsichtlich Partikelbeanspruchung, möglichem Energieverbrauch und Förderdurchsatz optimieren lassen.

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