Simulation der Filtrations- und Konsolidierungsdynamik ultrafeiner Partikelsysteme mittels Kombination von Partikelmechanik, Diskrete-Elemente-Methode und Fluiddynamik

结合粒子力学、离散元方法和流体动力学模拟超细颗粒系统的过滤和固结动力学

• 批准号: 77411458
• 负责人: Professor Dr.-Ing. Jürgen Tomas (†)
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Verfahrenstechnik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2007-12-31 至 2013-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/77411458?language=en
• 关键词: Simulation; der; Filtrations; und; Konsolidierungsdynamik

Das Aufkommen an sehr feinen Partikelsystemen in der wässrigen Phase hat in den letzten Jahren ständig zugenommen und wird in Zukunft noch erheblich wachsen. Kostengünstig können diese Partikelsysteme durch Druckfiltration entwässert werden. Durch Nachpressen kann zusätzliches Porenwasser aus der bereits entstandenen und vorverdichteten Partikelpackung verdrängt werden. Die beiden unterscheidbaren Teilprozesse Filterkuchenwachstum und Kuchenkonsolidierung werden durch Fließvorgänge der Partikel und des Fluids unterstützt oder ggf. behindert, wobei die interpartikulären Wechselwirkungen und Kontaktkräfte zunehmend prozessbestimmend werden.Sowohl in der Filtrationstechnik, als auch in der Schüttguttechnik sind die kontinuumsmechanischen Modelle und die entsprechenden Messmethoden erfolgreich bei der Beschreibung der Entwässerungsdynamik von ultrafeinen Suspensionen und des Fließverhaltens von kohäsiven Filterkuchen, angewandt worden. Sie sind insbesondere für die praktische Auslegung verfahrenstechnischer Apparate, wie z.B. Pressfiltern oder Förderer geeignet. Jedoch fehlte bisher das physikalische Verständnis der komplexen interpartikulären Wechselwirkungen während des Aufbaus der Partikelpackung und bei deren irreversiblen Kompression. Davon ausgehend ist durch die Vorarbeiten mit der Diskrete-Elemente-Methode eine neue Simulationsmethode verfügbar, mit der Kontakt- und Haftkräfte bei der Kompression sowie beim Fließen stark verdichteter, flüssigkeitsgesättigter Partikelpackungen detailliert berücksichtigt werden. Eine spannende Aufgabe stellt deshalb die Einfuhrung einer irreversiblen, inelastischen Kontaktabplattung als wesentlicher Bestandteil und physikalische Ursache einer Haftkraftverstärkung beim Filterkuchenaufbau und bei der Kuchenkompression dar. Davon ausgehend wird die Durchströmung beim Aufbau und bei der Kompression der porösen ultrafeinen Partikelschichten auf „mikroskopischer Ebene simuliert.Die Herausforderung besteht folglich darin, die messbaren mechanischen Eigenschaften von stark komprimierten, kompressiblen, drainierten, kohäsiven Filterkuchen mit Hilfe der Kombination von Partikelmechanik, Diskrete-Elemente-Methode und Fluiddynamik zu simulieren und experimentell zu bewerten. In Magdeburg steht dafür eine Pressscherzelle zur Verfügung. Die Apparatur wurde speziell für Filiations- und Scherexperimente gebaut. Als praktisch nutzbares Ergebnis des Projektes werden deutlich verbesserte physikalische Grundlagen der Prozess- und Apparateauslegung der Pressfiltration erwartet.

这是一个在最后阶段的非常小的党派系统，它在过去的几年里一直存在，并将在未来进一步发展。Kostengünstig können diese Partikelsysteme durch Druckfiltration entwässert韦尔登。Dingdom Nachpressen kann zusätzliches Porenwasser aus der bereits entstandenen and vorvereiteten Partikelpackung verdrängt韦尔登. Die beiden unterscheidbaren Teilprozesse Filterkuchenwachstum und Kuchenkonsolidierung韦尔登werden durch Fließvorgänge der Partikel und des Fluids unterstützt or der ggf.因此，在过滤技术中，以及在许氏技术中，都是连续的机械模型和在超高压悬浮液的动力学和高通量过滤器的飞行动力学的研究中所采用的信息方法。Sie sind insbesondere für die praktische Auslegung verfaucet technischer Apparate，wie z.B.按下过滤器或让服务员离开。Jedoch fehlte bisher das physikalische Verständnis der komplexen interpartikulären Wechselkungen während des Aufbaus der Partikelpackung und bei deren irreversiblen Kompression. Davon ausgehold is durch die Vorarbeiten mit der Cherrete-Elemente-Method eine neue Simulationsmethode verfügbar，mit der Kontakt- und Haftkräfte bei der Kompression sowie beim Fließen stark verfecteter，flüssigkeitsgesättigter Partikelpackungen detailliert berücksichtigt韦尔登. Eine spannelled Aufgabe stellt deshalb die Einfuhrung einer irreversiblen，inelastischen Kontaktabplattung als wesentlicher Bestandteil and physikalische Ursache einer Haftkraftverstärkung beim Filterkuchenaufbau und bei der Kuchenkompression dar. Davon的研究将是建立在对超微粒子压缩的基础上的。研究的目的是最好的，即利用微粒子压缩机、压缩机、排水机、过滤器的特性，以及微粒子压缩机、微元方法和流体动力学的模拟和实验。在马格德堡有一家印刷厂。Die Apparatur wurde speziell für Filiations- und Scherexperimente gebaut.韦尔登项目的实际操作需要压力过滤过程和设备的物理基础。