CFD in der mechanischen Trenntechnik

Die numerische Strömungsmechanik hat sich zu einem wichtigen Werkzeug bei der Analyse, dem Design und der Optimierung mechanischer Trennprozesse entwickelt. Von Bedeutung sind hierbei die Leistungssteigerung verfügbarer Rechner und die Entwicklung von mathematisch‐physikalischen Rechenmodellen zur Beschreibung komplexer Transportprozesse in mehrphasigen Strömungen. Modelle zur Beschreibung freier Phasengrenzen, zur detaillierten Erfassung der komplexen Bewegung realer, nicht‐kugelförmiger Partikel bzw. Populationsmodelle zur Berücksichtigung von Agglomerations‐ und Koaleszenzprozessen berücksichtigen die klassischen Mehrphasenmodelle (Euler‐Lagrange‐ und Euler‐Euler‐Modell). Im vorliegenden Beitrag werden die grundlegenden klassischen und neuen Rechenmodelle zur Beschreibung von Mehrphasenströmungen vorgestellt und anhand verschiedener Beispiele der Filtration und der Zentrifugalabscheidung erläutert. Am Beispiel von Filtrationsprozessen lassen sich Simulationsrechnungen von der makroskopischen Apparateebene bis zur mikroskopischen Einzelfaserbetrachtung mit unterschiedlichen Ansätzen durchführen. Die Simulation von Trennprozessen im Zentrifugalfeld bedarf der Wahl geeigneter Simulationsmodelle und Rechentechniken, die im Ergebnis zu detaillierten Aussagen über den Ablauf mechanischer Trennprozesse und zu einem gesteigerten Prozessverständnis führen, das durch experimentelle Untersuchungen alleine nicht gewonnen werden kann.