CFD-Simulation of a two fluid atomization unit in the nonferrous metallurgy: A study on flow phenomena

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitMasterarbeitForschung

Organisationseinheiten

Abstract

Der Tribojet ist ein Zweistoffzerstäubungsystem für Metallschmelzen. Die Anlage besteht aus einer Prefilming-Düse, einer primären und sekundären Gaseinbringung und einem internen als auch externen Mischungsbereich. Im Rahmen von Vorversuchen erfolgte die Erfassung von Daten in einem Wassermodell, wobei einige Fragen zu Vorgängen im Düsenbereich nicht geklärt werden konnten. Mittels Computational Fluid Dynamics (CFD) wurden Simulationen (Fluent 6.1) durchgeführt, welche die Gasströmung von unterschiedlich geformte Düsen sowie die Interaktion der Strömungen durch Hauptdüse und Wehrrohr mit der Auslaufkonstruktion untersuchten. Mit Hilfe der Volume of Fluid (VOF) Methode konnte der Einfluss unterschiedlicher Betriebsbedingungen auf die Dicke und die Ausbildung des Flüssigkeitsfilms betrachtet werden. Für die vorliegende Problemstellung ist die Anwendung des VOF-Modells aufgrund des enormen rechnerischen Aufwands auf eine zweidimensionale Betrachtung beschränkt. Die Verwendung eines diskreten Partikelmodells erlaubt die Untersuchung des Verhaltens von Wassertröpfchen im Spray. Diese gewonnenen Resultate stimmen gut mit experimentellen Daten aus Particle Image Velocimetry (PIV)-Messungen überein. Es konnten im Rahmen dieser Arbeit einige Optimierungsmöglichkeiten der Anlage aufgezeigt werden. Ebenso wurde die Anwendbarkeit von CFD-Methoden auf transsonische Zweistoffzerstäubungsprozesse demonstriert.

Details

Titel in ÜbersetzungCFD-Simulation einer Zweistoffverdüsungsanlage in der Nichteisenmetallurgie : Eine Untersuchung der Strömungsphänomene
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung16 Dez 2005
StatusVeröffentlicht - 2005