Numerische Berechnung von Partikel- und Luftströmung in einem Dächerschachttrockner

Abstract

Dächerschachttrockner werden weltweit in der Landwirtschaft zur Trocknung verschiedenster Getreidearten sowie Mais und Reis eingesetzt. Im Vergleich zu anderen Trocknungsverfahren weist das Trocknen in Dächerschachttrocknern noch ein deutliches Potenzial zur Steigerung der Energieeffizienz auf. Der vergleichsweise hohe Primärenergieverbrauch wird überwiegend durch ungleichmäßige Trocknung hervorgerufen, die sich weniger auf Ursachen wie eine mangelhafte Trocknerregelung als auf ein ungünstiges Trocknerdesign und unzureichende Isolierung zurückführen lässt. Zur Optimierung der verarbeitenden Prozesse in agrartechnischen Anlagen werden immer häufiger numerische Methoden angewendet. Ein hohes Potenzial zur Effizienzsteigerung von Dächerschachttrocknern bietet die Optimierung der Trocknergeometrie. Im Folgenden werden die Methoden der Computational Fluid Dynamics (CFD) und der Diskreten-Elemente-Methode (DEM) verwendet, um den aktuellen Stand der Technik numerisch zu untersuchen.

Mixed flow dryers (MFD) are widely used in agriculture for the drying of various crops including maize and rice. As compared to other drying methods in the industrial drying, mixed flow dryers still have considerable potential for improving energy efficiency. The comparatively high primary energy consumption is mainly caused by uneven drying, which, in turn, is caused less by poor dryer control rather than by unfavorable dryer design. In order to optimize the processes in agricultural engineering, such as the mixed flow dryer, numerical methods are being increasingly used. Optimization of the dryer geometry provides a high potential to further increase the efficiency of MFD. In the following, the methods of Computational Fluid Dynamics (CFD) and the Discrete Element Method (DEM) are used to investigate the state of the art.