CFD – basierte Modellierung der Hydrozyklonklassierung

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Abstract

Es wird ein 2D-Euler-Modell für das Trennergebnis in einem 40-mm-Hydrozyklon berechnet und mit Versuchsergebnissen verglichen. Das Modell wurde so gewählt, dass es bei angemessenem Rechenaufwand die verfahrenstechnischen Vorgänge im Apparat physikalisch richtig widerspiegelt. Auf der Grundlage der Hydrodynamik turbulenter Mehrphasenströmungen werden stationäre Konzentrationsverteilungen für jede Teilchengrößenklasse im Hydrozyklon berechnet und als Trennkurven bilanziert. Mit diesem Modell ist es auch erstmalig möglich, instationäre Zustände in Folge von Aufgabeschwankungen im Hydrozyklon zu erfassen. Diese prozessdynamischen Rechnungen führen zu Übergangszeiten, die die Grundlage für die Auslegung von Hydrozyklonregelungen sind. Weiterhin weisen die Trennkurven im instationären Fall anormale Maxima auf, wie sie auch bei fehlerhaften, d. h. zu kurzen Probenahmen experimentell ermittelt werden. Die Rechnungen können ohne Schwierigkeiten auf Personalcomputern durchgeführt werden.

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