Sachbearbeitung

Carine Alves, M.Sc., Institut für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie

Zielsetzung

Im Rahmen des Projekts A8 werden mikroskalige Modelle mit DEM untersucht und entwickelt, um den Wärmetransport während einzelner Verarbeitungsschritte des Herstellungsablaufs zu analysieren und zu verstehen. Dadurch werden bestehende semiempirische Modelle in den makroskaligen Simulationen der Porzellanfliesenherstellung verbessert.

Betreuer

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Stefan Heinrich, Prof. Dr.-Ing. Irina Smirnova

Methoden und Arbeitsprogramm

Zur Untersuchung der Fragestellung werden verschiedene experimentelle und numerische Methoden kombiniert angewandt.

Experimentelle Untersuchungen:

• Messung der Materialparameter im trockenen und nassen Zustand
• Untersuchung des Einflusses des Schüttgutes auf die Wärmeleitfähigkeit
• Untersuchung der Wärmeleitfähigkeit nasser Materialien

Für die experimentellen Untersuchungen ist ein neuer Versuchsaufbau gemäß geplant.

Abbildung 1: Versuchsaufbau zur Bewertung des Wärmeübergangs durch Materialschüttungen mit unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalten.

Der Versuchsaufbau besteht aus einer sich erwärmenden Basis aus einem Zylinder aus Elastomerschaum auf Basis von synthetischem Kautschuk mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,033 W/ (mK), um eine minimale Wärmeübertragung zu gewährleisten. Mehrere Thermoelemente werden an gleichmäßig voneinander entfernten Stellen angebracht, um den Wärmeübergang in der Materialmasse im Laufe der Zeit entlang der Entfernung von der beheizten Platte zu bewerten. Die Daten werden über die Zeit von einem Datenlogger aufgezeichnet. Es werden verschiedene Feuchtigkeitsgehalte und Partikelgrößen ausgewertet.

Numerische Untersuchungen:

• Simulation der Wärmeleitfähigkeit mit dem Bonded Particle Model (BPM)
• Automatische Parameteranpassung für die Bestimmung der unbekannten Eigenschaften