Untersuchung der Staubbelastungskinetik in Faserfiltern mittels tomographischer Methoden

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Ziel des Vorhabens ist die Überprüfung und Erweiterung bestehender Modellansätze zur Staubbeladungskinetik von Faserfiltern für die Gasreinigung mittels hochauflösender tomographischer Messmethoden und begleitender Modellrechnungen. Die Vermessung der ortsaufgelösten Staubeinlagerung als Funktion der Zeit sowie der zugehörigen Struktur des unbestaubten Filters erfolgen mittels Magnetresonanz- und später mit Röntgentomographie. (Erstere Methode ist bereits verfügbar aber beschränkt im Einsatz; die Adaptierung der Röntgentomographie eröffnet für die hier vorgesehene Art von Untersuchungen breitere Möglichkeiten hinsichtlich Auflösung, Materialien und Versuchsdurchführung.) Die ortsaufgelösten Messdaten werden mit Modellrechnungen der Filtrationskinetik (d.h. der lokalen Staubeinlagerung als Funktion der Zeit sowie des Druckverlustes und des Fraktionsabscheidegrades) verglichen, die auf alten und neuen Einzelfaser-Ansätzen beruhen; in Verbindung mit dem Zellenmodell wird die Packungsdichteverteilung im Filtermedium berücksichtigt. Die Untersuchungen decken mit festen Partikeln den Diffusions- und Trägheitsabscheidebereich ab. Es werden wesentliche neue Erkenntnisse erwartet zur genaueren Formulierung und den Gültigkeitsgrenzen des einzelfaserbasierten Filtermodells bei zunehmender Beladung, dem Einfluss der lokalen Filterstruktur auf die interne Staubverteilung und der Grenzpackungsdichte des eingelagerten Staubes am Clogging-Point.