Untersuchung, Modellierung und Simulation der quasistatischen Druckbeanspruchung gebundener Modellpellets

• Antragsteller: Dr. Werner Hintz, seit 6/2016
• Fachliche Zuordnung: Mechanische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 263732880

Als Gegenstand dieses Projektes werden die experimentelle Untersuchung, Modellierung und Simulation des Druck- und Bruchverhaltens von Pellets unterschiedlicher Struktur, Größe und Form ausgewählt. Das Pelletieren wird in vielen Industriebranchen für die Verbesserung des Fließverhaltens und der Dosierung sowie der Reduzierung der Schüttgutdichte verschiedener Produkte eingesetzt. Daraus entsteht die Notwendigkeit, die Pellets und ihre Eigenschaften gründlich zu unter-suchen und zu quantifizieren. Trotz vieler Forschungsarbeiten in diesem Bereich gibt es noch eine Reihe ungelöster verfahrenstechnischer Probleme: - ungeklärter Einfluss des Bindemittels (Art, Konzentration und Mengenanteil) bei der Erzeugung der Pellets und deren Eigenschaften, - fehlende Modelle zur Beschreibung des Deformationsverhalten der Pellets bei einer mechanischen Beanspruchung, - unbekannter Einfluss von Material, Größe und Form der Pellets bei Druck-, Schlag- und Stoßprozessen. Um passende Lösungen dieser Probleme zu finden, ist es notwendig, nicht nur weitere experimentelle Untersuchungen durchzuführen, sondern auch mittels numerischer Simulationen den physikalischen Zustand und das mechanische Verhalten regulärer und zufälliger Pellet Strukturen zu modellieren. Das Ziel des Projektes ist es ein besseres Verständnis der Mikro-Makro-Wechselwirkungen in Pellets zu erwerben, um die wirkenden Prozessgrößen bei einem Pelletierprozess zu untersuchen und deren Einfluss auf die Pellet-Eigenschaften mittels der Diskrete-Elemente-Methode (DEM) zu modellieren. Die Auswirkungen auf die Modellpellets infolge der Variation der Prozessparameter wie Bindemittelkonzentration, Rotationsgeschwindigkeit, Verweilzeit im Prozessraum sollen gründlich analysiert werden. Mittels der DEM-Modellierung soll der Zusammenhang zwischen den Prozessgrößen und den Partikeleigenschaften modelliert und simuliert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragsteller: Dr.-Ing. Peter Müller, von 2/2016 bis 6/2016; Professor Dr.-Ing. Jürgen Tomas, bis 2/2016 (†)