Numerische Simulation von Wärmetransportphänomenen bei ausgewählten industriellen Prozessen ; Numerical simulation of heat transfer phenomena in selected industrial processes

Arbeit an der Bibliothek noch nicht eingelangt - Daten nicht geprüft ; Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers ; Kumulative Dissertation aus sieben Artikel ; Numerische Simulation konnte unter Beweis stellen, dass sie ein wichtiges Tool zur Unterstützung in der Erforschung, Entwicklung und Optimierung von industriellen Prozessen ist. Obwohl die Rechenleistung in den letzten Jahren rasant zugenommen hat, können solche industriellen Prozesse aufgrund der teils stark unterschiedlichen Längen- und Zeitskalen der ablaufenden Transportphänomene oft nicht detailliert dargestellt werden. Insbesondere der Wärmetransport, sei es durch Leitung, Konvektion oder Strahlung, hat dabei aber großen Einfluss auf lokale Temperaturen und damit physikalische oder chemische Umwandlungsvorgänge. Zur effizienten numerischen Untersuchung und Optimierung von industriellen Prozessen sind genaue und verlässliche Modelle zur Beschreibung von Wärme – und Stofftransport, Fluid- und Partikelströmung und chemischen Reaktionen nötig.In der vorliegenden Arbeit wurden Modelle zur Beschreibung von verschiedenen Wärmetransport und Strömungsphänomene entwickelt, validiert und angewandt. Die untersuchten industriellen (Teil-) Prozesse umfassen Festbettreaktoren (z.B. verwendet zur Absorption, Adsorption, Katalyse), den Brennprozess von Ziegeln in Tunnelöfen, das Einblasen Partikel-Jets mit hohem Feststoffanteil in eine heiße Gasatmosphäre (z.B. Einblasen von Kohlestaub oder alternative Reduktionsmittel in den Hochofenprozess), und die Pyrolyse von Biomasse in indirekt beheiztenDrehrohröfen. In all diesen Prozessen ist die Wärmeübertragung von der umgebenden Gasphase auf eine Feststoffphase und der Wärmetransport innerhalb des Feststoffes ausschlaggebend. Zuerst wurd ein Workflow zur Simulation von Festbetten, bestehend aus Kugeln mit hoher Wärmeleitfähigkeit, entwickelt und validiert. Kontaktpunkte zwischen den Kugeln und an Wand/Kugel-Kontaktpunkten wurden mit der lokal Brücken-Methode realisiert. Mittels experimenteller ...