Micro-mechanics of wet solids in gas-solid contactors

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Stefan Heinrich
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 214351323

Im Rahmen dieses Projektes soll das dynamische Verhalten von Gas-Partikel-Prozessen unter Einfluss von Flüssigkeits-Eindüsungen untersucht werden. Diese Prozesse haben ein hohes Anwendungspotential in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie. Es ist weitgehend bekannt, dass sich mit Flüssigkeit benetzte Partikeln völlig anders verhalten als trockene Partikeln. Eine entsprechende fundamentale Beschreibung der dynamischen Vorgänge ist jedoch noch nicht vorhanden. Zwei Doktoranden werden beiderseits an einer quantitativen Beschreibung der Dynamik der feuchten Partikel arbeiten. Ein Doktorand wird die Stoßversuche durchführen, wobei das Stoßverhalten in Abhängigkeit von der Stoßgeschwindigkeit, den Materialeigenschaften und der Benetzung beschrieben wird. Die Kinematik und das Haften von Partikeln beim Stoß werden mit zwei Hochgeschwindigkeitskameras aufgenommen und mit der Lösung der Kräfte- und Energiebilanzen analysiert. Der andere Doktorand wird Simulationen mit einem kombinierten volume-of-fluid/immersed boundary Modell, welches die Stoßvorgänge der trockenen und befeuchteten Partikel beschreibt, durchführen. Mit den Ergebnissen wird es möglich sein, die Mechanismen bezüglich der Energiedissipation, der Haftung und der Masse- und Impulsübertragung bei Kollisionen von mit Flüssigkeit benetzen Partikeln zu beschreiben. Zusätzlich werden empirische Gleichungen erstellt, die für Makromodelle verwendet werden können. Generell können die erhaltenden Ergebnisse für die Fehlersuche oder Problembehandlung in Prozessen, welche Gas-Partikel-Systeme beinhalten, genutzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Niederlande
• Kooperationspartner: Dr.-Ing. Niels G. Deen; Professor Dr. J.A.M. Hans Kuipers