Zur Berechnung örtlicher Temperaturen in Gutstapeln durch Anwendung eines Ansatzes für poröse Medien
Der Artikel beschreibt eine Methodik zur numerischen Simulation komplexer, lang andauernder Brennprozesse in einem Industrieofen. Ein dreidimensionales Modell, basierend auf der Finite-Volumen-Methode, wird vorgestellt und auf den Prozess angewendet. Dabei wurde zur Vereinfachung des Problems der Homogenisierungsansatz „Poröses Medium“ verwendet, um die Größe des Computermodells und die benötigte Rechenzeit zu reduzieren. Die effektiven Eigenschaften wurden für den porösen Modellkörper berechnet und auf die simulierten Strukturen angewendet. Mit dem Modell können die Temperaturverteilungen in den einzelnen Gutstapeln und das Temperaturprofil im Ofen mit vertretbarem Rechenaufwand bestimmt werden. Die Ergebnisse der Simulation werden mit experimentell bestimmten Werten verglichen. Es kann eine gute Übereinstimmung festgestellt werden.
1 Einleitung
In allen industriellen Fertigungsprozessen wird eine Reduzierung des Energieverbrauchs angestrebt. Im Bereich der thermischen Prozesstechnik sind sowohl die Ofenhersteller als auch die Ofenbetreiber bemüht, den Verbrauch der Anlagen zu reduzieren. Numerische Simulationen stellen ein kostengünstiges und schnelles Mittel dar, um die Vorgänge im Innern der Öfen während der Wärmebehandlungs- oder Brennprozesse besser zu verstehen und sichtbar zu machen [1, 2].
Eine direkte numerische Simulation stößt für reale Prozesse an ihre derzeitigen Grenzen. Gründe dafür sind unter anderem die...
