Analyse und Modellierung des transversalen Wärmetransportes in das Schüttbett von direkt und indirekt beheizten Drehrohröfen

Grundsätzliches Forschungsziel ist es, durch experimentelle Untersuchungen zur Wärmeübertragung in Drehrohröfen ergänzt um numerische CFD/DEM-Simulationen, die wichtigen, aber prinzipiell nicht messbaren Detailvorgänge des Massen- und Wärmetransportes innerhalb der bewegten Schüttung zu verstehen und zu quantifizieren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Beschreibung des Wärmeeintrags über die freie und bedeckte Oberfläche der Schüttung. Es soll der Einfluss der Ofenparameter (Durchmesser, Drehzahl, Füllungsgrad), der Materialparameter (Partikeldurchmesser, Schüttwinkel, Wärmeleitfähigkeit, spezifische Wärmekapazität, Schüttdichte) und der Bewegungsart (Rolling Motion, Slumping Motion) analysiert werden.

Zentrales Forschungsergebnis soll es sein, auf Grundlage des Verständnisses der mikrostrukturellen Vorgänge in der Schüttung, makroskopische Modelle für die Wärmeübertragung zu erstellen, die die oben genannten Einflussparameter berücksichtigen und die in der industriellen Praxis Anwendung finden können.

Wegen der Vielzahl an maßgebenden Parametern müssen hierzu mathematische Modelle auf Basis des Bewegungsverhaltens erarbeitet werden, um den Wärmeübergang berechnen zu können. Damit soll dann ein scale-up auf verschiedenste Drehrohrofenprozesse möglich sein.