Simulation der Ablösung fragiler Partikelschichten von festen Oberflächen unter Beachtung transienter kinetischer Effekte
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Durch Optimierung des Simulationsprogramms für das im ersten Förderjahr aufgebaute Modell, das den Ablösevorgang einer fragilen Partikel Schicht unter Beachtung transienter kinetischer Effekte beschreibt, wurde das grundlegende Studium der für reale Schichtablösevorgänge relevanten Kinetiken mit einem relativen großen Areal (20cm • 20cm) ermöglicht. Nach intensiven, umfangreichen Simulationsrechnungen lässt sich aussagen, - dass die Streuungsbreite der Haftkräfteverteilung sowohl für den schließlich erreichbaren Regenerierungsgrad als auch für die effektive, die Ablösung fördernde Wirkung der Reibkräfte zwischen den Partikelschichtelementen entscheidend ist, - dass sich die Ablösungsergebnisse durch definierte lokale Zuteilung der Haftkräfte bei gleich bleibender Haftkräfteverteilung merkbar beeinflussen lassen, - dass die positionsbezogenen Gradienten der Ablösekräfte, die z. B. durch Druckwellen hervorgerufen werden könnten, die Ablöseergebnisse verschlechtern, wobei diese Verschlechterung durch die Abstimmung der Gradienten von Zeitkonstante und Grenzwert der Ablösekraftfunktion in gewissem Maße kompensiert werden kann. Durch Vergleich des berechneten Regenerierungsverlaufs mit dem Verlauf der Bilanz reiner äußeren Wirkungen (Ablösekraft zu Haftkraft) bei der Ablösung lässt sich erstmalig ein Einblick in die effektive Wirkung der inneren Wechselwirkung der Partikelschicht (Reibkraft) bezüglich der Zeit gewinnen. Es ist zu beobachten, dass die Reibkraft in manchen Fällen nur eine rein hemmende Wirkung für die Schichtablösung über die gesamte Regenerierungszeit haben kann, während die Reibkraft in anderen Fällen zeitweilig eine fördernde Wirkung für die Schichtablösung hat. In der Praxis ist dann anzustreben, den Anfangspunkt dieser "positiven" Phase frühzeitig zu bekommen und den Sprung dieser "positiven" Phase zu maximieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Q. Zhang, E. Schmidt: Particle layer detachment under consideration of transient kinetic effects, 10lh World Filtration Congress, 15 - 18 Apr. 2008, Leipzig, III 372 - 377
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Q. Zhang, E. Schmidt: Simulation der Partikelschichtabläsung unter Beachtung transienter kinetischer Effekte, Chem. Ing. Tech., 2008, 80 (5), 587 - 592
