TY - JOUR

T1 - Feststoffturbine zur Reduzierung von Entmischungseffekten

AU - Denzel, Michael

AU - Prenner, Michael

AU - Sifferlinger, Nikolaus August

PY - 2023/8

Y1 - 2023/8

N2 - In vielen Anwendungen ist eine konstante Partikelgrößenverteilung erwünscht. Verschiedene Effekte führen zur Entmischung während Lagerprozessen. Insbesondere bei der Bunkerbefüllung treten Segregationseffekte auf, die durch mögliche Kernflusseffekte beim Ausfluss noch verstärkt werden. In dieser Arbeit wurden Diskrete-Elemente-Simulationen durchgeführt, um einen Bunker zur Lagerung von Hochofensinter zu analysieren, der mit einem Gurtbandförderer befüllt wird, wobei signifikante Entmischungseffekte festgestellt werden. Verschiedene Vorrichtungen, einschließlich Feststoffturbinen zur Verringerung der Entmischung während der Bunkerbefüllung, wurden mit Hilfe der Diskreten Elemente Methode (DEM) bewertet. Es wird eine Durchströmturbine vorgestellt, die Entmischungseffekte bei der Bunkerbefüllung signifikant reduziert. Die Ergebnisse zeigen einen gleichmäßigeren Bunkerausfluss in Bezug auf die Partikelgröße. Da Sinter ein sehr abrasives Material ist, wurde der zu erwartende Verschleiß an der Turbine ebenfalls mit der DEM abgeschätzt. Weil die Turbine auch zur Energierückgewinnung in anderen Anwendungen eingesetzt werden könnte, wurde auch die Leistungsabgabe untersucht. Zusätzlich wird der Partikelbruch an der Durchströmturbine untersucht. Dazu wird ein neu entwickeltes Bruchmodell für die DEM verwendet. Das Modell basiert auf einem probabilistischen „Particle Replacement“ mit Voronoi-tessellierten Fragmenten. Das bereits validierte Bruchmodell ermöglicht eine Vorhersage der Fragmentgrößenverteilung mit hoher Genauigkeit. Die Fragmente sind weiter bruchfähig, was die Simulation von Prozessen mit mehreren schädigenden Ereignissen ermöglicht. Das Bruchmodell wurde mit einem speziell entwickelten Prüfstand für Einzelpartikel-Prallversuche zur schnellen Analyse der Bruchcharakteristik von Schüttgut kalibriert.

AB - In vielen Anwendungen ist eine konstante Partikelgrößenverteilung erwünscht. Verschiedene Effekte führen zur Entmischung während Lagerprozessen. Insbesondere bei der Bunkerbefüllung treten Segregationseffekte auf, die durch mögliche Kernflusseffekte beim Ausfluss noch verstärkt werden. In dieser Arbeit wurden Diskrete-Elemente-Simulationen durchgeführt, um einen Bunker zur Lagerung von Hochofensinter zu analysieren, der mit einem Gurtbandförderer befüllt wird, wobei signifikante Entmischungseffekte festgestellt werden. Verschiedene Vorrichtungen, einschließlich Feststoffturbinen zur Verringerung der Entmischung während der Bunkerbefüllung, wurden mit Hilfe der Diskreten Elemente Methode (DEM) bewertet. Es wird eine Durchströmturbine vorgestellt, die Entmischungseffekte bei der Bunkerbefüllung signifikant reduziert. Die Ergebnisse zeigen einen gleichmäßigeren Bunkerausfluss in Bezug auf die Partikelgröße. Da Sinter ein sehr abrasives Material ist, wurde der zu erwartende Verschleiß an der Turbine ebenfalls mit der DEM abgeschätzt. Weil die Turbine auch zur Energierückgewinnung in anderen Anwendungen eingesetzt werden könnte, wurde auch die Leistungsabgabe untersucht. Zusätzlich wird der Partikelbruch an der Durchströmturbine untersucht. Dazu wird ein neu entwickeltes Bruchmodell für die DEM verwendet. Das Modell basiert auf einem probabilistischen „Particle Replacement“ mit Voronoi-tessellierten Fragmenten. Das bereits validierte Bruchmodell ermöglicht eine Vorhersage der Fragmentgrößenverteilung mit hoher Genauigkeit. Die Fragmente sind weiter bruchfähig, was die Simulation von Prozessen mit mehreren schädigenden Ereignissen ermöglicht. Das Bruchmodell wurde mit einem speziell entwickelten Prüfstand für Einzelpartikel-Prallversuche zur schnellen Analyse der Bruchcharakteristik von Schüttgut kalibriert.

KW - Segregation

KW - Sinter

KW - Hochofensinter

KW - Partikelgrößenverteilung

KW - Vermischung

U2 - 10.34901/mul.pub.2023.204

DO - 10.34901/mul.pub.2023.204

M3 - Artikel

VL - 74.2023

SP - 292

EP - 298

JO - Bergbau : Zeitschrift für Rohstoffgewinnung, Energie, Umwelt

JF - Bergbau : Zeitschrift für Rohstoffgewinnung, Energie, Umwelt

SN - 0342-5681

IS - 8

ER -