Experimental and modelling study of drainage and filtration kinetics during oil-mist filtration
Final Report Abstract
Das im Fortsetzungsantrag beschriebene Ziel war die Validierung eines in der ersten Antragsphase entwickelten Modells, welches auf einer differenziellen Bilanz der Ölströme basiert. Hierbei stellte sich (unter anderem) anhand von Abweichungen zum experimentell beobachteten Verhalten der eingesetzten Medien bei der Variation der Ölkonzentration sowie das Ausbleiben innerer Drainage heraus, dass das Modell für die verwendeten Glasfasermedien nicht geeignet ist. Stattdessen wurde ein neues Modell formuliert, welches die Vorgänge beim Öltransport in Ölnebelfiltern mechanistisch beschreibt und deren Druckverlust quantitativ vorhersagt. Kernaussage des Modells ist, dass sich die Ölsättigung in den jeweiligen Bereichen des Filters (der porösen Struktur) so einstellt, dass sich der für den lokalen Öltransport notwendige Druckverlust aufbaut. Dies führt zu charakteristischen „Features“ im Drucksignal, welche sich durch einen ∆p-Sprung an Grenzflächen (verbunden mit einem Ölfilm) und ein linear mit der Filterdicke ansteigendes Kanal–∆p (verbunden mit der Ausbildung von Ölkanälen) beschreiben lassen. Das Modell ist sinngemäß anwendbar für benetzbare und nicht benetzbare Medien sowie deren Kombinationen. Die Modellaussagen über den Kanalbereich wurden anhand einer Variation der Zahl der Filterlagen, der Konzentration und der Viskosität validiert. Im Filmbereich konnte eine Gegenüberstellung der dynamischen Druckverlustkomponenten mit den Kapillareigenschaften der entsprechenden Medien das Modell festigen. Auch die visuellen Beobachtungen unterstützten das Modell.
Publications
- Pressure drop and oil transport through wettable and non-wettable fibrous filter media during coalescence filtration of oil mist. Int. J. Multiphase Flow. (2014) 58, 313-324
D. Kampa, S. Wurster, J. Meyer, and G. Kasper
(See online at https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2013.10.007)
