2004 - CFD-Simulation der Luftströmung in einer Laminiermaschine



Numerische Strömungssimulation (CFD) ist ein mächtiges Werkzeug für die Analyse und Optimierung komplexer Strömungen in industriellen Anwendungen. Der Partner in diesem Projekt war SIG Combibloc GmbH, eine schweizer Firma und globaler Anbieter von Verpackungsmaterial und Systemen für Getränkeabfüllungen.

Das Ziel dieser Zusammenarbeit war der Entwurf einer neuen Absaugung für Dämpfe und Gase die im Laminierprozess entstehen und die Einhaltung gesetzlich vorgeschriebener Grenzwerte (MAK-Wert) ohne die Produktqualität negativ zu beeinflussen.

Die Implementierung der Geometrie war eine grosse Herausforderung und ergab 1600 Einzelvolumina mit insgesamt 1,6 Millionen Zellen. Am wichtigsten war die korrekte Diskretisierung und Simulation der Grenzschichtströmung welche durch die schnell (> 8 m/s) bewegte Papierbahn und Walzen hervorgerufen wird welche die Hauptursache für Verdünnung und Emissionen ist. Ein "worst-case" Fall wurde angenommen, um mit den Simulationsergebnissen auf der sicheren Seite zu sein. Zahlreiche Geometrievarianten (abhängig von Produktionsbedingungen) wurden simuliert. Schliesslich wurde eine Absaugung basierend auf CFD-Ergebnissen konstruiert, welche die Emissionen um mehr als 70%, im Vergleich zu ursprünglichen Anordnung, verringerte ohne die Produktqualität zu beeinflussen.

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