DEM-baiserte Auslegung von Schwerkraftmischern

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Schüttgutapparate, die aufgrund der Wirkung der Schwerkraft durchströmt werden, sind häufig in der Verfahrenstechnik anzutreffen. So z. B. in Form von Schwerkraftmischern, die zum Homogenisieren und Mischen von - meist sehr großen Mengen - von Kunststoffgranulaten eingesetzt werden. Der Betrieb solcher Schüttgutapparate ist problembehaftet, da eine unangepasste Konstruktion oder Änderungen der Materialeigenschaften während des Betriebs das gewünschte Ergebnis (z. B. Mischerfolg) drastisch einschränken oder verschlechtern können. Der Einfluss der verschiedenen Parameter auf den Schüttguttransport ist nur teilweise bekannt. Zur sicheren Auslegung empfiehlt sich u. a. die Messung der Verweilzeitverteilung mit Hilfe einer videogestützten Konzentrationsmessmethode mit Technikumsapparaturen. Dieser Weg ist erfolgreich, aber zeit- und kostenintensiv.Mit der zunehmenden Leistungsstärke moderner PCs liefert die Diskrete Element Methode (DEM) eine neue Möglichkeit der kostengünstigen Untersuchung der verschiedenen Einflussgrößen auf das Mischergebnis. Im Rahmen des Projekts sollen die Anwendung der DEM-Methode zur Berechnung von Schwerkraftmischern untersucht und Modellparameter anhand von geeigneten Experimenten ermittelt werden. Dazu gehören u. a. das Auswerten von Verformungen bei einer Partikel- Partikel-Beanspruchung, die Bestimmung relevanter Parameter aus den Ergebnissen von Scherversuchen sowie der Vergleich von gemessen Verweilzeitverteilungen mit berechneten.