Investigations on the formation and stability of plugs at dense-phase pneumatic conveying

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Ziel der Untersuchungen im Rahmen des vorliegenden Antrags ist es, speziell für die pneumatische Pfropfenförderung sowohl ein physikalisch begründetes Kontinuumsmodell (TU München) als auch ein Einzelpartikelmodell (Universität Stuttgart) zu entwickeln und im Hinblick auf die Abhängigkeit von Material- und Anlagenparametern zu verifizieren. Die Modelle sollen aufbauend auf bekannten Ansätzen schrittweise die Einflüsse von Gas-Feststoffwechselwirkungen und Grenzflächen berücksichtigen und mit dem Experiment verglichen werden.Ausgehend von wenigen, einfach zu bestimmenden Materialkenngrößen kann in einem Einzelpartikelmodell das Systemverhalten im zu fördernden Schüttgutpfropfen exakt simuliert werden. Die so und im Experiment gewonnenen Ergebnisse sollen bei der Verbesserung der vereinfachenden kontinuummechanischen Ansätze z.B. durch Einbeziehung instationärer Effekte wie Dichte- und Porositätsfluktuationen, dynamischer Transportvorgänge zwischen Einzelpfropfen neben den experimentellen Resultaten ergänzend berücksichtigt werden. Der Ausgangspunkt soll für beide Ansätze der vertikale Transport sein, der aufgrund der gleichen Orientierung von Schwerkraft und Transportkräften für die Modellierung besonders geeignet erscheint.Durch die Verbesserung der Modelle könnten zuverlässigere Voraussagen des Förderverhaltens von Scale-Up oder anderer Änderungen der Systemparameter ermöglicht werden. Die Experimente sollen auch in diesem Bereich zur Überprüfung und weiteren Verbesserung der Modelle zum Einsatz kommen.