Experimentelle und numerische Untersuchungen des Gastransports in fallendem Schüttgut

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Untersuchungen des Gastransports in fallendem Schüttgut sind entscheidend für die Sicherheit bei Schüttguthandling unter Inertgas. Diese Arbeit zielt darauf ab, den Gastransport von mehrkomponentigen Gasgemischen während des Fallvorgangs zu analysieren, sowohl experimentell als auch numerisch. Ein speziell entwickelter Versuchsstand ermöglichte Variationen der Gasspezies und Fallhöhen. Das Transportverhalten wurde durch die Restsauerstoffwerte im Partikelbulk ausgewertet. Die numerischen Analysen basieren auf einem Euler-Lagrange- und einem Euler-Euler-Modell, wobei bestehende Berechnungsprogramme erweitert wurden, um verschiedene Gasspezies und Diffusionsvorgänge abzubilden. Ein umfassendes Strömungsmodell zeigte eine hohe Übereinstimmung der Berechnungsmethoden mit den experimentellen Ergebnissen, sowohl qualitativ als auch in der zeitlichen Entwicklung der Gaskonzentration. Zur Optimierung der Berechnungszeiten wurde ein Modellreduktionsansatz untersucht, und verschiedene Startbedingungen wurden simuliert. Das Modell konnte die Abhängigkeiten des Gastransports von Fallhöhe und Partikelgrößenverteilung abbilden. Zudem werden Untersuchungen zur Schüttgutvorbereitung in Bezug auf die Spülfähigkeit während horizontaler Förderprozesse, abhängig von Partikelgröße und Gaseinbringungsmethode, präsentiert. Die Variation der Förderleistung ist ebenfalls Teil dieser Studien.