Staubeinbindung und Keimbildung bei der Wirbelschicht-Sprühgranulation: vom Prozessverständnis zur Modellierung
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| Format: | Thesis Book |
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Göttingen
Cuvillier
2011
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VII
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLE UND ABKUERZUNGEN XI
1 EINLEITUNG 1
1 .1 GRUNDLAGEN UND STAND DES WISSENS 5
1.1.1 EINZELMECHANISMEN DES PROZESSES 5
1.1.2 EINFLUSS VON STOFFEIGENSCHAFTEN AUF DIE GRANULATION 14 1.1.3
MODELLIERUNG DER WIRBELSCHICHT-SPRUEHGRANULATION 16 1.1.4 FAZIT UND
OFFENE FRAGESTELLUNGEN 21
1.2 ZIEL DIESER ARBEIT 21
1.3 LOESUNGSWEG UND ZUGRUNDE LIEGENDE ARBEITSHYPOTHESEN 2 1
2 EXPERIMENTELLE VORGEHENSWEISE 27
2.1 VERSUCHSANLAGE 28
2.2 STANDARDBETRIEBSPARAMETER 30
2.3 UNTERSUCHUNGEN ZUR FLUIDDYNAMIK IM DUESENSTRAHL 31
2.4 UNTERSUCHUNGEN ZUM STAUBHALTEVERMOEGEN DER WIRBELSCHICHT 33 2.5
UNTERSUCHUNGEN ZU STAUBEINBINDUNG UND GRANULATWACHSTUM 33
2.5.1 UNTERSUCHUNG DER MECHANISMEN MIT TRACERMARKIERTEM STAUB 34 2.5.2
UNTERSUCHUNG DES EINFLUSSES DER LOKALEN STAUBKONZENTRATION 38
2.6 UNTERSUCHUNGEN ZU KEIM-UND KERNBILDUNG 40
2.6.1 LABORUNTERSUCHUNGEN ZUR KEIMBILDUNG 40
2.6.2 VORUNTERSUCHUNGEN DURCH SEMI-BATCH-VERSUCHE 41
2.6.3 EFFEKTIVE KERNBILDUNGSRATEN UND GRANULATWACHSTUMSGESCHWINDIGKEITEN
42
2.7 GRANULATIONSEXPERIMENTE ZUR MODELLVALIDIERUNG 45
2.8 UNTERSUCHUNG DER PRODUKTEIGENSCHAFTEN 47
2.8.1 REDISPERGIERBARKEIT 47
2.8.2 POROSITAET UND DICHTE 48
3 MODELLIERUNG DER EINZELMECHANISMEN UND DES GESAMTPROZESSES 49
3.1 AUFBAU DES PROZESSMODELLS 49
3.1.1 BESCHREIBUNG DER BILANZRAEUME (KOMPARTIMENTANSATZ) 52 3.1.2
KOPPLUNG DER TEILMODELLE (MEHRSKALENANSATZ) 54
3.2 MODELLIERUNG DES DUESENSTRAHLS 55
3.2.1 MODELLIERUNG DER ZWEIPHASENSTROEMUNG 56
3.2.2 BILANZIERUNG DER GASPHASE 57
3.2.3 BILANZIERUNG DER GRANULATPHASE 60
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1011551179
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
VIN INHALTSVERZEICHNIS
3.2.4 BILANZIERUNG DER TROPFENPHASE 63
3.2.5 BILANZIERUNG DER STAUBPHASE 64
3.2.6 MODELLIERUNG VON KEIMBILDUNG UND -WACHSTUM 65
3.2.7 MODELLIERUNG DER TROPFENABSCHEIDUNG UND STAUBEINBINDUNG AUF
GRANULATEN UND KEIMEN 67
3.3 MODELLIERUNG VON WIRBELSCHICHT, FREEBOARD UND DER
PARTIKELPOPULATIONEN 74 3.3.1 MODELLIERUNG DER STAUB-UND
GRANULATPOPULATIONEN 75
3.3.2 BILANZIERUNG DER WIRBELSCHICHT 77
3.3.3 BILANZIERUNG VON FREEBOARD 1 80
3.3.4 BILANZIERUNG VON FREEBOARD 2 81
3.4 MODELLIERUNG DER PERIPHERIE 83
3.5 POPULATIONSBILANZEN 83
4 ERGEBNISSE 85
4.1 CHARAKTERISIERUNG DES GRANULATIONSVERHALTENS 85
4.2 UNTERSUCHUNG UND MODELLIERUNG DER EINZELMECHANISMEN 87
4.2.1 FLUIDDYNAMIK UND GESCHWINDIGKEITEN IM DUESENSTRAHL 87 4.2.2
AUSTRAGSVERHALTEN DES STAUBES AUS DER WIRBELSCHICHT 92
4.2.3 STAUBEINBINDUNG UND GRANULATWACHSTUM 95
4.2.4 KEIM-UND KERNBILDUNG 117
4.2.5 EINFLUSS VERSCHIEDENER PARAMETER AUF KEIMBILDUNG, STAUBEINBINDUNG
UND GRANULATWACHSTUM 133
4.3 GRANULATIONSEXPERIMENTE - VERGLEICH SIMULATION UND EXPERIMENT 136
4.3.1 SEMI-BATCH-GRANULATION OHNE STAUBRUECKFUEHRUNG 137
4.3.2 SEMI-BATCH-GRANULATION MIT STAUBRUECKFUEHRUNG 137
4.3.3 VERGLEICH DER SEMI-BATCH-VERSUCHE MIT UND OHNE STAUBRUECKFUEHRUNG
138 4.3.4 KONTINUIERLICHE GRANULATION OHNE STAUBRUECKFUEHRUNG 139 4.3.5
KONTINUIERLICHE GRANULATION MIT STAUBRUECKFUEHRUNG 140
4.3.6 ZUSAMMENFASSENDE BEURTEILUNG DER EXPERIMENTE UND SIMULATIONEN 141
4.4 EINFLUSS VERSCHIEDENER PARAMETER AUF DIE PRODUKTEIGENSCHAFTEN 141
4.4.1 VORUNTERSUCHUNGEN DURCH SEMI-BATCH-VERSUCHE 142
4.4.2 KONTINUIERLICHE GRANULATIONSEXPERIMENTE 143
4.4.3 FAZIT DER BEOBACHTETEN EINFLUESSE AUF DIE GRANULATEIGENSCHAFTEN 146
5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 147
LITERATURVERZEICHNIS 155
ANHANG 169
A MATERIALIEN UND METHODEN 169
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS IX
A.L STOFFSYSTEM UND GRANULATIONSVERHALTEN 169
A. 1.1 VERWENDETE STOFFE UND IHRE PHYSIKALISCHEN EIGENSCHAFTEN 169 A.1.2
CHARAKTERISIERUNG DES GRANULATIONSVERHALTENS 175
A.2 ANALYSENGERAETE 178
A.2.1 UEBERBLICK UEBER DIE WICHTIGSTEN VERWENDETEN ANALYSENGERAETE 178
A.2.2 MESSEN VON PARTIKELGROESSENVERTEILUNGEN 179
A.2.3 QUANTITATIVE TRACERANALYSE MITTELS ATOMEMISSIONSSPEKTROMETRIE 184
A.2.4 METHODEN ZUR UNTERSUCHUNG DER GRANULATEIGENSCHAFTEN 186
A.3 MINIMALFLUIDISATION UND ANLAGENTRENNKURVE 190
A.3.1 MINIMALFLUIDISATION 190
A.3.2 TRENNKURVE DER ANLAGE 191
B ERGAENZUNGEN ZUR MODELLIERUNG 192
B.L PROGRAMMABLAUFPLAN UND IMPLEMENTIERUNG IN MATLAB 193 B.2
STRAHLRECHNUNG 198
B.2.1 BERECHNUNG DES WAERME-UND STOFFUEBERGANGS IM DUESENSTRAHL 198 B.2.2
KORREKTUR DER KINETIKEN ZWISCHEN DEN STRAHLRECHNUNGEN 201 B.2.3
DISKRETISIERUNGSFEHLER BEIM EXPLIZITEN DIFFERENZENVERFAHREN 202 B.2.4
BERUECKSICHTIGUNG DES EINSAUGORTES DER GRANULATE IN DEN STRAHL 203 B.2.5
MODELLIERUNG VON GRANULATABRIEB IM DUESENSTRAHL 206
B.3 MODELLIERUNG DER KLASSIERENDEN PRODUKTAUSFUHR UND DES FILTERS 207
B.3.1 KLASSIERENDE PRODUKTAUSFUEHR 207
B.3.2 EXTERNE STAUBABSCHEIDUNG UND STAUBRUECKFUEHRUNG 208
B.4 WAERME- UND STOFFUEBERGANG IN WIRBELSCHICHT, FREEBOARD 1 UND 2 209 B.5
BERECHNUNG DES UEBERLAUFSTROMS AUS DER WIRBELSCHICHT 210 B.6 WAERMEVERLUST
DES APPARATES 211
B.7 DISKRETISIERUNG DER POPULATIONSBILANZEN 211
B.8 STANDARDPARAMETER FUER DIE SIMULATIONSRECHNUNGEN 214
B.9 EINFLUSS VERSCHIEDENER PARAMETER AUF KEIMBILDUNG, STAUBEINBINDUNG
UND GRANULATWACHSTUM 215
B.9.1 EINFLUSS DES STAUBHALTEVERMOEGENS AUF DAS GRANULATWACHSTUM 215
B.9.2 EINFLUSS VON STOFFEIGENSCHAFTEN AUF DAS GRANULATWACHSTUM 2 1 6
C EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER FILMHOEHE BEI DER TROPFENABSCHEIDUNG 217
D ERGAENZUNGEN ZUR UNTERSUCHUNG DER FLUIDDYNAMIK IM DUESENSTRAHL 218 D.L
PARTIKELGESCHWINDIGKEITEN IM DUESENSTRAHL 218
D.L.L BESCHREIBUNG DER MESSSYSTEME PIV UND LDA 218
D.I.2 PARTIKELVORLAGE FUER DIE FLUIDDYNAMIK-MESSUNGEN 220
IMAGE 4
X INHALTSVERZEICHNIS
D.I.3 EINFLUSS VON FLUIDISATIONSLUFTMASSENSTROM UND
WIRBELSCHICHTTEMPERATUR 220
D.2 MITTELUNG DER RADIALEN GESCHWINDIGKEITSPROFILE IM DUESENSTRAHL 222
E ERGAENZUNGEN ZU DEN VERSUCHEN MIT TRACERMARKIERTEN VORLAGEN 223
E.L AUFARBEITUNG UND ANALYSE DER GRANULATPROBEN 223
E.2 HERSTELLUNG DER (TRACERMARKIERTEN) STAUBVORLAGEN 223
E.3 EIGNUNG VON GLASKUGELN ALS INERTES VORLAGEMATERIAL 225
E.4 PARTIKELGROESSENVERTEILUNG DER GLASKUGELVORLAGEN 227
E.5 EINFLUSS DES SUSPENSIONSMASSENSTROMS AUF DIE STAUBEINBINDUNG 228 E.6
BERECHNUNG DER MITTLEREN GRANULATWACHSTUMSGESCHWINDIGKEIT 228 E.7
FEHLERBETRACHTUNG DER VERSUCHSMETHODE 229
F VERSUCHE MIT KONTINUIERLICHER STAUBDOSIERUNG IN DEN DUESENSTRAHL 230
F.L VERSUCHSAUFBAU 230
F.2 BERECHNUNG DER GROESSENABHAENGIGEN GRANULATWACHSTUMSGESCHWINDIGKEITEN
23 1
G ERGAENZUNGEN ZU DEN UNTERSUCHUNGEN DER GRANULATEIGENSCHAFTEN 233
H AUSGEWAEHLTE MESSDATEN IN TABELLARISCHER FORM 234
H.L EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DER FILMHOEHE AUF GRANULATEN 234 H.2
GESCHWINDIGKEITEN IM DUESENSTRAHL 235
H.3 SEMI-BATCH-EXPERIMENTE (TRACERUNTERSUCHUNGEN) 237
H.4 LABORVERSUCHE ZUR KEIMBILDUNG AUS STAUB UND SUSPENSIONSTROPFEN 248
H.5 KONTINUIERLICHE GRANULATIONSEXPERIMENTE 249
H.6 SEMI-BATCH UND KONTINUIERLICHE VERSUCHE ZUR VALIDIERUNG DER
SIMULATION 289 H.7 GRANULATEIGENSCHAFTEN 299
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| spelling | Grünewald, Gerald Verfasser (DE-588)1013372085 aut Staubeinbindung und Keimbildung bei der Wirbelschicht-Sprühgranulation vom Prozessverständnis zur Modellierung von Gerald Grünewald 1. Aufl. Göttingen Cuvillier 2011 XVII, 300 S. Ill., graph. Darst. 21 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Zugl.: Karlsruhe, Karlsruher Inst. für Technologie, Diss., 2010 Keimbildung (DE-588)4201506-6 gnd rswk-swf Prillen (DE-588)4344157-9 gnd rswk-swf Staub (DE-588)4057011-3 gnd rswk-swf Agglomerieren (DE-588)4141611-9 gnd rswk-swf Wirbelschichtverfahren (DE-588)4117660-1 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Staub (DE-588)4057011-3 s Agglomerieren (DE-588)4141611-9 s Keimbildung (DE-588)4201506-6 s Prillen (DE-588)4344157-9 s Wirbelschichtverfahren (DE-588)4117660-1 s DE-604 DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=024559060&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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