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

基本信息

项目摘要

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.
杜奇新闻报分装包装 Verdrängt werden。 Sowohl in der Filtrationstechnik, als auch in der Schüttguttechnik ind die kontinuumsmechanischen Modelle and die entsprechenden Messmethoden erfolgreich bei der Beschreibung超负荷动力悬架和飞行器过滤器的动态控制,应用程序。零件间复杂的物理连接是零件包装和不可逆压缩的组成部分。压缩过程中的接触和控制操作是完全彻底的,并且详细地说明了零件包装的细节。 Wesentlicher Bestandteil 和 Physikalische Ursache einer Haftkraftverstärkung beim Filterkuchenaufbau 和 bei der Kuchenkompression dar。 simuliert.Die Herausforderung besteht folglich darin, die Messisbaren mechanischen von stark komprimierten, kompressiblen, drierten, kohäsiven Filterkuchen mit Hilfe der Kombination von Partikelmechanik, Diskrete-Elemente-Methode und Fluiddynamik zu simulieren and Experimentell zu在马格德堡,Pressscherzelle zur Verfügung。压滤装置。

项目成果

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