{"id":1406,"date":"2024-05-15T09:28:48","date_gmt":"2024-05-15T07:28:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.bionicsurface.com\/?p=1406"},"modified":"2024-05-15T10:05:54","modified_gmt":"2024-05-15T08:05:54","slug":"drucksortierer-optimierung-durch-cfd-analyse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.bionicsurface.com\/de\/drucksortierer-optimierung-durch-cfd-analyse\/","title":{"rendered":"Drucksortierer: Optimierung durch CFD- Analyse"},"content":{"rendered":"

Drucksortierer: Optimierung durch CFD- Analyse<\/h1><\/div><\/div><\/div><\/div>

Aufgabe<\/strong><\/p>\n

Optimierung von Drucksortierer hinsichtlich ihres Leistungseintrags, Verschlei\u00dfreduzierung, Lebensdauererh\u00f6hung und Verbesserung der Produkt Qualit\u00e4t<\/p>\n

L\u00f6sung<\/strong><\/p>\n

Durch Geometrie Anpassung und Untersuchungen optimaler Betriebsbedingungen des Drucksortierers k\u00f6nnen vielversprechende L\u00f6sungen gefunden werden.<\/p>\n

Nutzen<\/strong><\/p>\n

Die CFD- Analyse gibt Einblick in den Sortierungsprozess sowie ein besseres Verst\u00e4ndnis f\u00fcr m\u00f6gliche Problemstellungen.<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>

\"Image\"<\/span>
Abbildung <\/em>1<\/em>: Aufbau Drucksortierer mit den zu- und ablaufenden Str\u00f6men (links), innere Struktur mit Stator und Rotor<\/em><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>
Aufbau und Funktion eines Drucksortierers<\/div>

Der Drucksortierer spielt eine entscheidende Rolle in der Papierherstellung, indem er den Zulaufstrom, welcher aus einer Mischung von Faserstoffen und potenziellen St\u00f6rstoffen besteht, effizient sortiert und reinigt. Er besteht aus zwei Hauptkomponenten, dem Stator K\u00e4fig und dem Rotor K\u00e4fig.<\/p>\n

Der Stator K\u00e4fig, bestehend aus den Sortierst\u00e4ben, bildet eine wichtige Grundlage f\u00fcr den Sortierprozess. Er ist station\u00e4r und ist der \u00e4u\u00dfere Teil des Drucksortierers. Der Rotor, dagegen, ist in Bewegung und besteht aus einem zylindrischen K\u00e4fig, an dem Foils angebracht sind. Der Rotor befindet sich innerhalb des Stator K\u00e4figs und wird mit einem schmalen Spalt von einigen Millimeter zwischen sich und dem Stator verbaut.<\/p>\n

Die Hauptaufgabe des Drucksortierers besteht darin, den Zulaufstrom effektiv zu sortieren und zu reinigen. Bei diesem Vorgang wird der Feed in zwei Str\u00f6me geteilt (Abbildung 1):<\/p>\n\n

    \n \t
  1. Der \"Accept-Strom\" enth\u00e4lt die gew\u00fcnschten Faserstoffe, die f\u00fcr die weitere Papierherstellung aufgereinigt werden.<\/li>\n \t
  2. Der \"Reject-Strom\" besteht aus den abgeschiedenen Verunreinigungen und St\u00f6rstoffen, die aus dem Zulaufstrom entfernt wurden.<\/li>\n<\/ol>\n

    Insgesamt erm\u00f6glicht der Drucksortierer eine pr\u00e4zise Trennung von Fasern und St\u00f6rstoffen im Zulaufstrom, wodurch die Qualit\u00e4t des Endprodukts verbessert werden soll.<\/p><\/div>\"Image\"<\/span>

    Abbildung <\/em>2<\/em>: AVERAGE: Bereich ohne\/ nach Foil: moderater Fluss; PEAK: Bereich nahe der Leading Edge: Druck maximum, erh\u00f6hter Fluss; SUCK: Bereich in der Mitte des Foils, Fasern werden von den St\u00e4ben gel\u00f6st, moderater Fluss in Richtung Rotor<\/em><\/div>
    Der Rotor erzeugt w\u00e4hrend der Rotation einen Druckunterschied zwischen der Vorder- und der R\u00fcckseite der Siebst\u00e4be. Diese Differenz erzeugt auf der Vorderseite einen \u00dcberdruck und auf der R\u00fcckseite einen Unterdruck, welcher f\u00fcr den Trennvorgang entscheidend ist. Die Fasern im Zulaufstrom werden durch diesen Druckunterschied durch die Schlitze zwischen den Siebst\u00e4ben gedr\u00fcckt. W\u00e4hrenddessen werden St\u00f6rstoffe und Verunreinigungen aufgrund ihrer Gr\u00f6\u00dfe und Beschaffenheit nicht durchgelassen und bleiben zur\u00fcck. Durch den erzeugten Unterdruck werden die Siebst\u00e4be gereinigt und neigen dadurch zu einer geringeren Verstopfung. W\u00e4hrend das Foil entlang des Stators gef\u00fchrt wird, entstehen unterschiedliche Bereiche, die als \u201eAVERAGE\u201c, \u201ePEAK\u201c and \u201eSUCK\u201c. bezeichnet werden. Diese Bereiche zeichnen sich durch unterschiedliche Druckverh\u00e4ltnisse aus, wie in Abbildung 2 dargestellt.<\/div>
    CFD-Analyse und Optimierungsm\u00f6glichkeiten<\/div>

    Mithilfe von CFD k\u00f6nnen komplexe Str\u00f6mungsmuster und -Eigenschaften in einem Drucksortierer analysiert werden. Diese Simulationen erm\u00f6glichen es, verschiedene Rotor-Stator-Geometrien zu modellieren und ihre Auswirkungen auf die Str\u00f6mungsdynamik zu bewerten. F\u00fcr die Optimierung von Drucksortierer wird an verschiedenen Geometrie\u00e4nderungen geforscht. Dabei kommt es zu einer Vielzahl an M\u00f6glichkeiten. (siehe Abbildung 3<\/em>, Abbildung 4<\/em>, Abbildung 5<\/em>)<\/p>\n\n