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- ItemExperimente zum Partikelfluss an einer neu entwickelten Geometrie für Dächerschachttrockner(Darmstadt : KTBL, 2014) Weigler, Fabian; Franke, Georg; Scaar, Holger; Mellmann, JochenUm große Mengen an Körnerfrüchten über einen längeren Zeitraum lagerfähig zu machen, werden weltweit zunehmend Dächerschachttrockner (DST) eingesetzt. Trocknereinbauten, die ungünstig konstruiert oder angeordnet sind, können eine breite Verweilzeitverteilung des zu trocknenden Gutes verursachen. Dadurch kommt es lokal zu unterschiedlichen Trocknungsbedingungen, die zu einer inhomogenen Trocknung und damit zu einem erhöhten spezifischen Energieverbrauch, zu wirtschaftlichen Verlusten und zu Qualitätseinbußen führen. Mit dem Ziel der Sicherung der Produktqualität und der Steigerung der Energieeffizienz wurde daher eine neuartige Apparategeometrie entwickelt. Um das traditionelle Design mit der neu entwickelten Geometrie hinsichtlich der Partikeldurchströmung vergleichen zu können, wurden Durchflussversuche am Modellgut Weizen mit eingefärbten Körnern als Tracerpartikel im Technikumsmaßstab durchgeführt.
- ItemNumerische Berechnung von Partikel- und Luftströmung in einem Dächerschachttrockner(Darmstadt : KTBL, 2012) Weigler, Fabian; Mellmann, Jochen; Scaar, HolgerDächerschachttrockner 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.
- ItemKontrollierte Entleerung mit ganzflächigen Austrageinrichtungen(Darmstadt : KTBL, 2016) Franke, Georg; Weigler, Fabian; Mellmann, Jochen; Müller, PeterBei der Entleerung komplexer Schüttgutapparate und Silos kann die Austrageinrichtung am Behälterboden einen erheblichen Einfluss auf den Energiebedarf des Prozesses und die Produktqualität nehmen. In der Praxis hat sich eine Vielzahl von Austrageinrichtungen entwickelt, die sich nach Art ihres Verschließmechanismus und der Gestaltung ihrer feststehenden Einbauten unterscheiden. Experimentelle Untersuchungen am Schüttgut Weizen haben gezeigt, dass einige ganzflächige Austrageinrichtungen zu ausgeprägten Fließprofilen führen. Aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus bieten derartige Systeme ein bislang ungenutztes Potenzial, die Schüttgutbewegung örtlich zu beeinflussen und eine kontrollierte Entleerung umzusetzen. Auf der Grundlage eines Prototyps wird am Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB) eine neuartige Austrageinrichtung entwickelt. Erste Untersuchungen haben gezeigt, dass feststehende Leitorgane an den Wänden zu einer verlangsamten Entleerung am Rand der Austrageinrichtung führen. Der gänzliche Verzicht auf diese Einbauten führt hingegen zu einer starken Beschleunigung in den wandnahen Regionen. Durch eine optimierte Gestaltung feststehender Einbauten soll es zukünftig möglich sein, die Schüttgutbewegung örtlich über den Verschließmechanismus zu steuern. Darüber hinaus soll mit der neuartigen Austrageinrichtung untersucht werden, inwieweit sich auch der Trocknungsverlauf in Getreide- Durchlauftrocknern beeinflussen und vergleichmäßigen lässt.
- ItemUntersuchung der Trocknungsluftströmung an einer neu entwickelten Geometrie für Dächerschachttrockner(Darmstadt : KTBL, 2016) Scaar, Holger; Weigler, Fabian; Franke, Georg; Mellmann, JochenDer Dächerschachttrockner wurde in den letzten Jahren hinsichtlich der Trocknungseffizienz, Regelungstechnik und Leistungssteigerung vielfach analysiert. Dennoch besteht erheblicher Optimierungsbedarf bezüglich Energieeffizienz und Gleichmäßigkeit der Trocknung. Zur Analyse des spezifischen Energieverbrauchs und der Homogenität des Trocknungsprozesses wurden thermodynamische Prozesszustände anhand der konventionellen Trocknergeometrie numerisch und experimentell analysiert. Aus den gewonnenen Ergebnissen wurde eine neue Trocknergeometrie entwickelt, mit der eine deutliche Effizienzsteigerung erreicht werden soll. Wie die strömungsmechanische Analyse des ersten Designentwurfs ergab, ist weiterer Entwicklungsbedarf bis zur Praxisüberführung erforderlich. Während im Kernflussbereich in der Trocknermitte gleichmäßige Strömungsbedingungen nachgewiesen werden konnten, ist die Konstruktion in den wandnahen Bereichen zu optimieren.