Mischen in verfahrenstechnischen Apparaten

Projektbeschreibung:

Das Mischen zähflüssiger Medien gehört zu den Grundoperationen in der Verfahrenstechnik. Dazu werden Apparate wie Rührer und statische Mischer eingesetzt. Zunehmend erfüllen Schneckenmaschinen, vor allem Doppelschneckenextruder, neben der Funktion des Förderns auch diesen Zweck.

Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Simulation des Mischverhaltens solcher Doppelschneckenmaschinen in Abhängigkeit von der Bauform und den Stoffparametern der Flüssigkeit. Dazu wird die Strömung in den komplexen, dreidimensionalen Geometrien numerisch auf der Basis einer Finite-Element-Methode berechnet. Aus dem Stromfeld lassen sich dann bei Lagrangescher Betrachtung u.a. die Bewegungs- und Deformationsgeschichte fluider Partikeln und das Verweilzeitspektrum bestimmen. Zur Quantifizierung der Mischgüte wird die Definition nach Ottinio herangezogen, wonach laminares Mischen durch fortgesetztes Dehnen und Falten materieller Linien- und Flächenelemente entsteht. Auf dieser Basis werden aus den materiellen Deformationsgrößen statistische Parameter extrahiert, die als Mischungsmaße angesehen werden können.

Doppelschneckenextruder: Isolinien der Strömungsgeschwindigkeit in axialer Richtung ohne Gegendruck

Ansprechpartner:	Prof. Dr. G. Böhme
	PD Dr.-Ing. habil. O. Wünsch

Laufzeit: ab 1994

Literatur:	Böhme, G. and O. Wünsch. Analysis of shear-thinning fluid flow in intermeshing twin-screw extruders.
	Archive of Appl. Mech. 67 (1997): 167-178.