2005 - Simulation und Modellierung von Hohlfaser Modulen mit CFD


Diese Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit dem GKSS Forschungszentrum und der TU-Wien durchgeführt. Ziel war es eine optimale Konfiguration von Hohlfasermembranmodulen mit Hilfe der CFD (Computational Fluid Dynamics) zu finden. Diese Module werden in Be- und Entfeuchtungssystemen eingesetzt. Das simulierte Hohlfasermodul besteht aus fünf Rahmen in denen die Fasern normal zur (Gas)Strömungsrichtung angeordnet sind. Verschiedene Geometrien wurden erstellt und Parameter wie Strömungsfelder, Druckverlust und Stoffübergang verglichen. Eines der Hauptprobleme dieser Forschungsarbeit war die Gittererstellung (akzeptable Zellzahl und sehr gute Qualität). Das R-k-ε Turbulenzmodell und Diskretisierung zweiter Ordnung für den Druck wurden verwendet, um die physikalisch korrektesten Ergebnisse zu erhalten. Die zu optimierenden Parameter waren Geschwindigkeit, Druck und Temperatur, die es erlaubten die energetischen Erfordernisse und den Massenstrom, sowie Strömungseigenschaften zu untersuchen. Unter Berücksichtigung aller dieser Parameter wurde eine Geometrie mit weitem Anwendungsbereich gefunden, die eine hohe Flussdichte und einen geringen Druckverlust aufweist.

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