Bestimmung relevanter Parameter zur quantitativen Beschreibung der Kernbegasung in Kernkästen mittels numerischer Simulation

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Dieser Forschungsantrag befasst sich mit dem Thema Modellierung des Kernbegasungsprozesses bei der PUR-Cold-Box Kernherstellung für die Gießereiindustrie. Das Vorhaben gliedert sich in experimentelle und simulationstechnische Teilarbeiten. Auf Seiten der experimentellen Arbeiten soll mit Hilfe von Abbruchversuchen und einer zu entwickelnden Ultraschallmesstechnik der Aushärtungsfortschritt bestimmt werden. Im Abgleich mit den Farbindikatorversuchen, die die Visualisierung der voranschreitenden der Amingasfront zulassen, soll eine Möglichkeit zur Beschreibung de Begasungsprozesses inklusive der Binderreaktionskinetik geschaffen werden. Zur Bestimmung der Eingangsparameter für die Simulation, werden die Durchflussmenge des Katalysatorgases, Drücke und Temperaturen gemessen. Darüber hinaus dienen die Ergebnisse der Versuche zur Validierung des während des Projektzeitraumes entwickelten Modells. Im Simulationsteil ist basierend auf den bereits durchgeführten Vorarbeiten das verwendete Modell zur Beschreibung des Prozesses um die Binderreaktion und den Wärmetransport zu erweitern und weiter zu entwickeln. Mit diesem Forschungsvorhaben soll neben der Erweiterung von Grundlagenkenntnissen zum Themenkreis durchströmte poröse Medien und Aushärtungsreaktionen auch ein Beitrag zur Prozessoptimierung (ökonomischer Aspekt) sowie verminderten Katalysator- und Binderbedarf (ökologischer und ökonomischer Aspekt). Aufgrund der Prozessähnlichkeit ist für die Zukunft zudem eine Übertragung der Erkenntnisse auf andere gashärtende Kernherstellungsverfahren (z.B. auch auf Basis anorganischer Binder) denkbar.