Experimental and theoretical research on resuspension processes and non-uniform flow in disk stack separators

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• Julian König

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Tellerseparatoren werden seit dem Patent von Clemens Freiherr von Bechtolsheim im Jahr 1888 in vielen Industrieanwendungen eingesetzt. Die Vorhersage der Abscheidegüte basiert weitgehend auf der 1949 veröffentlichten Klärflächentheorie, die trotz ihrer Einfachheit als Industriestandard gilt, jedoch viele vereinfachende Annahmen enthält, die zu unzureichenden Ergebnissen führen. Da numerische Methoden wie CFD aufgrund der Geometrie der Separationsräume nur mit Modellreduktionen anwendbar sind, konzentriert sich diese Arbeit auf die Entwicklung eines analytischen Modells mit geschlossener Lösung. Die Annahmen einer gleichmäßigen Strömungsverteilung und des ungehinderten Abgleitens der Feststoffphase werden aufgegeben. Zudem werden die abscheidewirksamen Komponenten im Verteiler und Feststoffraum berücksichtigt. Das Modell wird durch umfangreiche Experimente an Separatoren verschiedener Größen validiert, wobei wesentliche Geometrieparameter und Partikelsysteme variiert werden. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung für unterschiedliche Separatorengrößen. Hochgeschwindigkeitskameras erfassen die Makroprozesse während der Abscheidung, wobei die ungleichmäßige Verteilung der Suspension in Raum und Zeit festgestellt wird. Konstruktive Maßnahmen wie Rippen und Bohrungen beeinflussen die Verteilung. Der Transport der Feststoffphase erfolgt zeitlich und räumlich versetzt zur zuströmenden Suspension, was darauf hindeutet, dass R

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• Année de publication: 2018