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Austrageinrichtung zur Steuerung der Massenstromdichte von Schüttgütern

In vielen Schüttgutprozessen der Industrie und Landwirtschaft bei denen Schüttgüter gelagert oder verarbeitet werden, nehmen Austraggeräte einen bedeutenden Einfluss auf die Effizienz und Gleichmäßigkeit. Die am häufigsten diskutierten und bereits ausgiebig untersuchten Vorrichtungen befinden sich unterhalb eines Auslauftrichters zylindrischer Silos. In der Schüttguttechnik finden wir jedoch auch Austraggeräte oberhalb eines Sammeltrichters, die dort für eine Entleerung über dem gesamten Behälterquerschnitt sorgen. Oft werden diese Vorrichtungen in rechteckigen Behältern eingesetzt um Massenfluss zu erreichen. Doch statt eines idealen Massenfluss bilden sich trichterförmige Fließprofile aus, die zu einer Verweilzeitverteilung führen. Bekannte ganzflächige Austrageinrichtungen wie der Schneckenboden oder der Schieber unterhalb parallel liegender Auslauftrichter (Bild 1) wurden in der Vergangenheit nicht mehr weiterentwickelt. Daher besteht noch immer ein hoher Bedarf die Arbeitsweise der Entleerungsvorrichtung und die Effekte unterschiedlicher Einbauten genauer zu untersuchen.

Bild 1: Schneckenboden (links), Auslauftrichter flat slider (rechts)

In dieser Studie soll der Einfluss der Einbauten auf den Schüttgutfluss genauer untersucht werden. Hierfür werden Experimente zum Partikelfließverhalten im Labormaßstab durchgeführt (Bild 2). Die Fließbewegung wird mit Hilfe eines rechteckigen Behälters und Austrageinrichtung sowie numerischen Modellen auf Basis der Diskreten Elemente Methode (DEM) untersucht. Erste Ergebnisse haben gezeigt, dass sowohl das Austraggerät als auch der Apparateaufbau oberhalb, einen großen Einfluss auf das Fließverhalten nehmen. Es wird beabsichtigt mit Hilfe von Einbauten und örtlicher Ansteuerung der Öffnungsschlitze die Fließbewegung auf die Verweilzeitverteilung anzupassen, um dadurch einen gleichmäßigen Massenfluss über dem Apparatequerschnitt zu erzeugen. Auf Basis der Ergebnisse soll eine neuartige Austrageinrichtung entwickelt werden.

Bild 2: Veränderung von Einbauten mit DEM (links), Fließprofil in einem Versuchsaufbau (rechts)

Ansprechpartner

Arbeitsgruppe Trocknung / Georg Franke

 

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