CFD-Modellierung der Strömung in einer landwirtschaftlichen Trocknungsanlage

Abstract

Gegenstand der Untersuchungen ist ein Satztrockner zur Trocknung von Kürbiskernen. Der Betreiber dieses Trockners stellte fest, dass es während des Trockenvorganges in bestimmten Bereichen nach Ablauf der Trocknungszeit zu einem nichtzufriedenstellenden Trocknungsergebnis kommt. Der Trocknungsfortschritt ist während des Trocknens über die Schüttung nicht konstant. Ziel dieser Arbeit ist es, mit Hilfe von CFD die Ursache hierfür zu ergründen und mögliche Maßnahmen für ein besseres Trocknungsergebnis anzugeben.<br />Zu Beginn wird ein kurzer Einblick in die Verfahren und Einrichtungen der Biomassetrocknung gegeben. Speziell wird auf den Kürbiskern und seine Trocknung eingegangen. Anschließend folgt eine Beschreibung der Anlage. Bevor eine CFD Simulation durchgeführt werden kann, ist zunächst eine eindimensionale Berechnung der Anlage zu erstellen. Aus dieser Berechnung gehen notwendige Daten für die anschließende CFD Berechnung hervor. Aus dem Volumenstrom im Betriebspunkt der Anlage wird die Geschwindigkeit für die Randbedingung am Eingang berechnet. Auch ergeben sich aus der eindimensionalen Berechnung die Widerstandskoeffizienten für die Spezifizierung der Schüttung und des Lochblechs. Die CFD-Simulation soll einen besseren Einblick in das Problem geben. Hierzu wurden zwei Berechnungen für zwei verschiedene Porositäten der Schüttung durchgeführt. Im Anschluss werden die Ergebnisse der CFD-Berechnungen dargestellt und diskutiert. Diese ergeben, dass es ab einem bestimmten Wert der Porosität zum Ansaugen von Umgebungsluft in den Trockner kommt. Dieser Betriebszustand ist besonders von Interesse, da es dadurch zu einem nicht optimalen Trocknungsergebnis kommt.<br />Am Ende der Arbeit werden Lösungsvorschläge gegeben und hinsichtlich ihrer Brauchbarkeit bewertet.<br />