Strömungsberechnung mit dem Euler/Lagrange Verfahren zur Modellierung der Flammensynthese von Nanopartikeln

• Applicant: Dr. Stefan Horender
• Subject Area: Energy Process Engineering
• Term: from 2006 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 22832496

Ziel der beantragten Arbeiten ist es, die Synthese von Partikeln aus der Gasphase in turbulenten Flammen zu modellieren und Kollisionen, Agglomeration und Sintern der Partikel zu berücksichtigen. Es soll das Euler/Lagrange-Verfahren verwendet werden, bei dem zuerst die Strömung der Gasphase inklusive Verbrennung und dann stochastische turbulente Partikeltrajektorien berechnet werden. Es sollen Modelle zur Nukleation, Agglomeration und Sintern der Partikel implementiert werden. Neu bei diesen Arbeiten ist, dass die Primärpartikelgrößenverteilung exakt berücksichtigt wird, was mit herkömmlichen Populationsbilanzmodellen schwer realisierbar ist. Zusätzlich werden turbulente Partikeltrajektorien unter Berücksichtigung von turbulente Temperaturfluktuationen betrachtet, um den Zeit-Temperaturverlauf für ein Agglomerat zu beschreiben. An einer Industrieanlage zur Herstellung von hochreinem künstlichen Glas sollen die Partikelgrößenverteilungen lokal aufgelöst gemessen werden. Insbesondere die Kenntnis der Primärpartikel- und Agglomeratgrößen werden zu einem vertieften Verständnis der Partikel- und Agglomeratbildung führen und sollen der Validierung der entwickelten Modelle dienen. Diese Modelle sind auf viele andere natürliche und technische Prozesse anwendbar, wie z.B. Aerosolentstehung und -Wachstum in der Atmosphäre.

• DFG Programme: Research Grants