2003 - Numerische Zyklonmodellierung


Zyklone sind billige und einfache Apparate, die seit über 100 Jahren bekannt sind. Zahlreiche Ansätze zur Berechnung mit empirische Formeln wurden vorgeschlagen, doch jeder von ihnen hat Nachteile. Ziel dieser Studie war es, die numerischen Modelle eines kommerziellen CFD-Gleichungslösers für die Simulation der Gasströmung im Zyklon zu optimieren. Da es verschiedene Meinungen für die Anwendbarkeit bestimmter Turbulenzmodelle gibt wurden das k-epsilon und das RSM Turbulenzmodell verglichen, und es wurden verschiedene Gitterauflösungen untersucht um sicherzustellen, dass die Strömung unabhängig vom verwendeten Gitter ist. Die Geometrieimplementierung wurde mit dem pre-processor GAMBIT (Fluent Inc., weitere Informationen unter http://www.fluent.com) durchgeführt. Das Strömungsfeld wurde mit dem kommerziellen Solver FLUENT (Fluent, Inc.) durchgeführt. Die Strömungsstruktur hängt stark von den geometrischen Dimensionen des Zyklons ab. Ein sehr wichtiger Punkt ist die Berechnung des Druckverlustes, der unter anderem vom Durchmesser des Tauchrohrer abhängt. Zusätzlich zu den Simulationen wurden Messungen an einem Laborzyklon mit LDA (Laser Doppler Anemometrie) durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass das korrekte Strömungsfeld nur mit dem RSM Turbulenzmodell wiedergegeben werden kann. Weitere Simulationen sowie Messungen des Abscheidegrades sind geplant.

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