Über uns


Schwerpunkte der Forschungsgruppe Thermische Verfahrenstechnik & Fluiddynamische Simulation



Leiter: Ass.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Michael Harasek

Die systematische Beschäftigung mit Trennaufgaben aus chemischen, biotechnologischen und umwelttechnischen Bereichen unter besonderer Berücksichtigung der Membrantrennverfahren hat zu vertieften Kenntnissen im Wärme- und Stoffübergang in direkter Abhängigkeit von fluiddynamischen Gegebenheiten geführt.

Aus diesen speziellen fluiddynamischen Anforderungen im Design von Modulen und Apparaten hat die rasche Weiterentwicklung der "Computational Fluid Dynamics (CFD)" ein großes Feld für wissenschaftliche und anwendungsorientierte Projekte eröffnet. Da für diese Simulationsarbeiten die Integration von mathematischen, physikalischen, chemischen und verfahrenstechnischen Wissensgebieten erforderlich ist, ist dieses Thema eine besondere Herausforderung für alle beteiligten Wissenschaftler, aber auch für die Projektpartner.

Viele thermische Trennverfahren werden bis heute sehr gut durch empirische Ansätze dimensioniert - basierend auf der Betrachtung mittels dimensionsloser Kennzahlen. Komplexe, hochoptimierte Reaktoren oder Trennapparate können jedoch nicht allein durch solche Modelle beschrieben werden. Verlässliche Aussagen über die Auswirkung von Veränderungen an der Geometrie, das Scale-up bzw. das Betriebsverhalten bei variierenden Prozessbedingungen sind aufwendig, langwierig und teuer. Zumindest dann, wenn sie aufgrund von Experimenten getroffen werden müssen.

Eine effiziente Alternative, eine vollständige Abbildung komplexer Geometrien mit der Möglichkeit, kritische Apparatedetails, aber auch ganze Verfahrensschritte zu untersuchen, bietet die fluiddynamische Simulation.

Die 3D-Geometrie wird dabei in kleine, sogenannte finite Volumina zerteilt, wobei jedes finite Volumen für sich einen Bilanzraum darstellt, für den die Kontinuitätsgleichung, die Energiegleichung sowie die Navier-Stokes-Gleichungen gelöst werden müssen. Mit einigem Rechenaufwand lässt sich somit ein orts- und zeitaufgelöstes Bild des Strömungszustandes in der Geometrie ermitteln.

Zusatzmodelle, die in der Arbeitsgruppe entwickelt werden, ermöglichen die numerische Simulation von Stoffübergang in Mehrphasenströmungen und komplexe Reaktions- und Mischvorgänge.






Partner & Referenzen


ABC (Austrian Bioenergy Centre)

AE&E (Austrian Energy and Environment)

CERAM (Catalysts, Honeycombs)

GKSS-Forschungszentrum

Institut für Festkörperelektronik, TU-Wien

Institut für Analytische Chemie, TU-Wien

Lenzing

Oenb

RATH

Renet (Renewable Energy Network) Austria

SIG-Combibloc

VAI

VA-Tech / Wabag

Vogelbusch

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