Digital Tool: Filteranlage

Hintergrund:

In Filteranlagen zur Staubabscheidung, z.B. aus Rauchgasen von Kraftwerken, werden eine Vielzahl von Einzelfiltern (oft mehr als 1000 Schlauchfilter in einer Einheit) eingesetzt. Werden einzelne Filter dauerhaft überproportional mit Partikeln belastet, werden sie beschädigt, was zu hohen Kosten durch Anlagenstillstand beim Austausch führt.

Ziele:

In einem Simulationstool soll der Beladungsvorgang unter Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Partikeltransport mit Staubablagerung am Filter und die dadurch verursachte Verlagerung der kontinuierlichen Strömung durch die lokale Widerstandserhöhung abgebildet werden.

Herausforderungen:

Die Vielzahl der Einzelfilter in Kombination mit dem iterativen Beladungsprozess (Strömungsberechnung, Partikeltransport, Aktualisierung der Widerstandswerte durch abgelagerte Partikel, erneute Strömungsberechnung etc.) erfordert ein besonders effektives Gitter.

Lösungsansatz:

• Implementierung des Modells basierend auf reiner OpenFOAM-Funktionalität mit einem Python-basierten Hintergrundgitter für blockMesh und snappyHexMesh als Vernetzer
• Eigenentwickelter Solver mit iterativem Prozess zwischen Partikeltransport, Widerstandserhöhung und resultierender Strömungsverlagerung
• Automatisierung des Setups

Anwendung:

Durchführung von Simulationsprojekten und Einsatz beim Kunden zur Auslegung von Filteranlagen für einen stabilen und zuverlässigen Langzeitbetrieb.