Modellierung der Staubfiltration auf Mikro- und Makroebene unter dem Einfluss komplexer Berandungen
Philipp Kopf
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Philipp Kopf, Modellierung der Staubfiltration auf Mikro- und Makroebene unter dem Einfluss komplexer Berandungen (2015), Logos Verlag, Berlin, ISBN: 9783832595241
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Beschreibung / Abstract
Aufgrund der großen Vielfalt an Filtermedien und Filterelementen stellt die optimale Auslegung eines Filtrationsprozesses zur Staubabscheidung einen komplexen Prozess dar. Die Auslegung beginnt bei der Wahl eines geeigneten Filtermediums, geht dann über in die Verarbeitung des Filtermediums zu einem Filterelement und endet bei der Gestaltung des optimalen Filtergehäuses, in welches das Filterelement eingebracht wird. Auf jeder Ebene sind in der Regel mehr oder weniger umfangreiche Experimente nötig. In der vorliegenden Arbeit werden daher geeignete Simulationswerkzeuge entwickelt, die den Auslegungsprozess unterstützen und somit die Anzahl der nötigen Experimente auf ein Mindestmaß reduzieren.
Bei der Staubfiltration spielen sich die maßgeblichen Prozesse auf unterschiedlichen Größenskalen ab. Daher wird in ein Simulationsmodell auf Mikroebene und ein Simulationsmodell auf Makroebene unterschieden. Auf Mikroebene wird detailliert die Wechselwirkung zwischen Faser und Partikel im Filtermedium betrachtet wohingegen auf Makroebene die Anströmung des gefalteten Filtermediums im Filterelement unter Berücksichtigung der Beladung im Vordergrund steht.
Bei der Staubfiltration spielen sich die maßgeblichen Prozesse auf unterschiedlichen Größenskalen ab. Daher wird in ein Simulationsmodell auf Mikroebene und ein Simulationsmodell auf Makroebene unterschieden. Auf Mikroebene wird detailliert die Wechselwirkung zwischen Faser und Partikel im Filtermedium betrachtet wohingegen auf Makroebene die Anströmung des gefalteten Filtermediums im Filterelement unter Berücksichtigung der Beladung im Vordergrund steht.
Inhaltsverzeichnis
- BEGINN
- 1 Einleitung
- 2 Grundlagen
- 2.1 Staubfiltration
- 2.2 Numerische Strömungssimulation
- 2.3 Laser-Doppler-Anemometrie
- 3 Literaturübersicht
- 3.1 Arbeiten auf mikroskopischer Ebene
- 3.2 Arbeiten auf makroskopischer Ebene
- 4 Experimentelle Untersuchungen
- 4.1 Planes Filtermedium
- 4.2 Gefaltetes Filtermedium
- 5 Modellierung und Simulation auf Mikroebene
- 5.1 Stoß- und Haftmodell
- 5.2 Einzelfaser
- 5.3 Gewebe und Vliese
- 6 Modellierung und Simulation auf Makroebene
- 6.1 Numerisches Modell
- 6.2 Ergebnisse
- 7 Ausblick