Numerische Untersuchungen zur Mischguete beim Ruehren von viskoplastischen Fluid Strömungssimulation für die Analyse von gerührten, rheologisch komplexen Fluiden

Michael Ehrentraut zeigt die Gültigkeit von stationären, numerischen Strömungssimulationen (CFD) von viskoplastischen Fluiden in einem Laborrührsystem anhand experimenteller Daten. Charakteristisch für das Rühren von derartigen Fluiden ist die Ausbildung von sogenannten Kavernen, durch welche die Durchmischung im Rührsystem örtlich begrenzt ist.

Michael Ehrentraut zeigt die Gültigkeit von stationären, numerischen Strömungssimulationen (CFD) von viskoplastischen Fluiden in einem Laborrührsystem anhand experimenteller Daten. Die eingesetzte Simulationsmethodik ermöglicht eine erheblich schnellere Berechnung im Vergleich zu transienten Ausbreitungsrechnungen für die Durchmischung. Charakteristisch für das Rühren von derartigen Fluiden ist die Ausbildung von sogenannten Kavernen, durch welche die Durchmischung im Rührsystem örtlich begrenzt ist. Für die numerische Betrachtung von Kavernen wird deren Grenzfläche durch ein Geschwindigkeitskriterium definiert. Es wird gezeigt, dass die Volumen der so definierten Kavernen als ein Maß für die Durchmischung im Rührsystem angesehen werden können.

Der Inhalt

• Strömungsmechanische, experimentelle und numerische Grundlagen
• Numerisches Vorgehen: Viskositätsmodellierung, Kavernengrenzkriterien, Auswertemethodik zum Kavernendurchmesser
• Simulation Laborrührer Scaba 6SRGT: Rechengitterunabhängigkeit, Metzner-Otto-Konstante, Durchmischungsbeurteilung durch Kavernenkriterium

Die Zielgruppen
Dozierende und Studierende der Computational Fluid Dynamics (CFD), Rheologie

Der Autor
Michael Ehrentraut, M.Sc., studierte Chemical Engineering mit dem Schwerpunkt Chemical Processing an der Fachhochschule Münster. Während und nach Abschluss seines Studiums war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter im Labor für Strömungstechnik und Strömungssimulation der Fachhochschule Münster tätig.

Michael Ehrentraut zeigt die Gültigkeit von stationären, numerischen Strömungssimulationen (CFD) von viskoplastischen Fluiden in einem Laborrührsystem anhand experimenteller Daten. Die eingesetzte Simulationsmethodik ermöglicht eine erheblich schnellere Berechnung im Vergleich zu transienten Ausbreitungsrechnungen für die Durchmischung. Charakteristisch für das Rühren von derartigen Fluiden ist die Ausbildung von sogenannten Kavernen, durch welche die Durchmischung im Rührsystem örtlich begrenzt ist. Für die numerische Betrachtung von Kavernen wird deren Grenzfläche durch ein Geschwindigkeitskriterium definiert. Es wird gezeigt, dass die Volumen der so definierten Kavernen als ein Maß für die Durchmischung im Rührsystem angesehen werden können.