Numerische Simulation eines Schwerteilabscheiders
Bei einer Schwergutabscheideanlage einer Hackschnitzelaufbereitungsanlage kam es zu einem verstärkten Abscheiden von guten Hackschnitzeln. Diese Fehlfunktion konnten durch eine Vielzahl Seitens des Anlagenherstellers getätigten Umbau-, Zubau- und teilweise auch Rückbaumaßnahmen nicht behoben werden.
Der Schwergutabscheider besteht aus einem Wasserbad, das von unten mit einer Strömung überlagert wird. Die Hackschnitzel werden von oben in das Wasserbad fallen gelassen und schwimmen im Allgemeinen auf dem Wasser, werden dort von einem Kratzer abgezogen und in die weitere Prozesslinie transportiert. Hackschnitzel, die unter Wasser geraten, sollen über die gerichtete Strömung im Wasserbad an die Wasseroberfläche transportiert werden. Als Optimierungsziel wird eine über die Breite konstant nach oben zeigende Strömung bei geringem Wasserverbrauch angenommen.
Der Strömungssimulationsbereich umfasst neben dem eigentlichen Absetzbecken auch die Zuleitungen inklusive der Umlenkungen in den Rohrleitungen davor, welche eine ausgeprägte Verdrallung der Zuströmung bewirken.
Die Berechnungen erfolgten stationär mit 2 Phasen (Luft und Wasser), um den sich ausbildenden Wasserspiegel (Phasengrenze Luft/Wasser) berechnen zu können. Somit gelingt es, auch eventuell ungünstige Strömungsphänomene an diesem Phasenübergang zu berücksichtigen.
Optimierung des Strömungsverhaltens
Um eine optimale Strömungssituation zu erreichen, wurden über 30 Varianten, mit unterschiedlichen Geometrien und Volumenstromaufteilungen, berechnet. Es konnte eine konstruktive Ausführung des Schwergutabscheiders ermittelt werden, bei der im gesamten Bereich eine Strömungsverteilung nach oben erreicht wird.
