Intelligenter Hydrozyklon: Selbstparametrisierender Hydrozyklon

Hintergrund des Projekts

Hydrozyklone dienen in der allgemeinen Metallindustrie, der Fahrzeugindustrie, der chemischen Industrie u.a. der Abtrennung von feinen Stoffen aus Flüssigkeit. Es handelt sich um rein statische Apparate, die die kinetische Energie der Geschwindigkeit über Zentrifugalkraft in einem inneren Wirbel für die Dichtetrennung nutzen.

Projektziel

Bisher werden Hydrozyklone für einen einzigen Betriebspunkt ausgelegt. Bei niedrigerem Volumenstrom sinkt die Geschwindigkeit, und damit auch die Zentrifugalkraft und Trennschärfe. Fällt ein höherer Volumenstrom an, steigt der Druckverlust und damit die notwendige Energie für den Prozess stark an, während eine höhere Trennwirkung aufgrund höherer Turbulenz nicht erreicht wird.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines variablen Zyklons, der die Geschwindigkeit im Inneren über eine variable Einlaufgeometrie konstant halten kann, um auf unterschiedliche Volumenströme reagieren zu können. 

Projektablauf

Zunächst werden unterschiedliche Zyklone über Rapid Prototyping gefertigt und damit eine Geometrieoptimierung hinsichtlich Druckverlust und Trenngrad durchgeführt. Über Strömungssimulation wird für unterschiedliche Geometrien Druckverlust und Trenngrad untersucht.

Basierend darauf wird ein Zyklon entwickelt, der die Einlaufgeometrie ändert und sich eigenständig über Geschwindigkeitsmessung und Trübemessung des gereinigten Auslaufs an unterschiedliche Volumenströme und unterschiedlich schwer zu trennendes Material anpassen kann. 

Innovation

Der innovative Anteil im Prozess liegt insbesondere in der Untersuchung der Geometrieveränderung des Zyklons und dem Einfluss auf die Trennwirkung, sowie in der Konstruktion eines Zyklons der sich variabel an unterschiedliche Betriebspunkte anpasst.