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Entwicklung eines mathematischen Modells zur Simulation thermischer Prozesse in direkt und indirekt beheizten Drehrohröfen
Finanzierung:
BMWi/AIF;
Ein wesentlicher Grund für die bisher immer noch rein empirische Auslegung von Drehrohröfen ist das keine Modelle zur Abbildung von thermischen Prozessen in Drehrohren existieren, die die Zusammenhänge zwischen dem Materialverhalten, insbesondere der axialen Dispersionseffekte, und dem Wärmeübergang hinreichend beschreiben. Somit ist das grundsätzliche Ziel des Vorhabens, durch ein mathematisches Modell ergänzt um Validierungsversuche im halb-/technischen Maßstab, die wichtigen, aber prinzipiell nicht messbaren axialen Temperaturverläufe des Schüttgutes, des Gases und der Feuerfestauskleidung zu verstehen und zu quantifizieren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der modelltechnischen Beschreibung des axialen Schüttguttransportes, der axialen Dispersionsvörgange, der transversalen Schüttbettbewegung und der Wärmeübergangsmechanismen. Im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse soll der Einfluss der Auslegungsparameter (Durchmesser, Länge, Neigung), der Betriebsparameter (Drehzahl, Durchsatz Schüttgut und Gas), der Materialparameter (Partikeldurchmesser, Bewegungsverhalten, thermophysikalische Stoffwerte) und der Beheizungsparameter (Brennstoffart, Flammenlänge, Verteilung der Energiedichte bei indirekter Beheizung) analysiert werden. Auf Grund der Vielzahl der Parameter sollen mit dem Modell auf theoretischem Wege die Bedingungen ermittelt werden, mit denen die Qualität von Produkten verbessert und industrielle Prozesse optimiert werden können. Weiterhin sollen mit den Ergebnisse Drehrohröfen und deren Prozesse genauer und damit sicherer ausgelegt werden können. Das Modell soll dabei in seiner Handhabbarkeit den industriellen Anwendungen entsprechen.

Schlagworte

Axialtransport, Drehrohrofen, Prozessmodellierung
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