@phdthesis{Limberg2002, author = {Limberg, Carsten}, title = {Computergenerierte Kugelsch{\"u}ttungen in zylindrischen Rohren als Basis f{\"u}r eine differenzierte Modellierung von Festbettreaktoren}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-000000302}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2002}, abstract = {In dieser Arbeit wird der Weg zu einem ab-initio Modell f{\"u}r gasdurchstr{\"o}mte Sch{\"u}ttschichtreaktoren dargestellt. Diese Reaktoren zeichnen sich durch eine komplexe Struktur ihres Festbetts aus. Diese Struktur bestimmt die Durchstr{\"o}mung sowie das Vermischungsverhalten dieses Reaktortyps und beeinflußt so auch die chemische Reaktion. Um die Wechselwirkung auf das radiale Vermischungsverhalten von Reaktoren und deren Sch{\"u}ttung zu untersuchen, wurde ein Gesamtmodell geschaffen, daß ausgehend von einer Simulation der Sch{\"u}ttung die Durchstr{\"o}mung beschreibt. Aufbauend auf der Sch{\"u}ttungssimulation wird die Str{\"o}mung in einem zweidimensionalen Kontinnuumsmodell und einem diskreten Modell beschrieben und mit Messungen verglichen. Dem Autor ist es gelungen, mit dem in dieser Arbeit dargestellten Gesamtmodell, das radiale Dispersionsverhalten eines Festbettreaktors nachzuvollziehen, ohne effektive Parameter daf{\"u}r zu nutzen. Dieser Vorteil gegen{\"u}ber den bestehenden Ans{\"a}tzen entsteht aus der Kopplung der Sch{\"u}ttungsmodelle mit den Str{\"o}mungsmodellen zu einem Gesamtmodell. Bedingt durch den dreidimensionalen Ansatz liefert das diskrete Modell eine realit{\"a}tsn{\"a}here Beschreibung der radialen Dispersion, w{\"a}hrend das zweidimensionale Kontinuumsmodell einen gr{\"o}ßeren Detailreichtum bei der Beschreibung der radialen Str{\"o}mungsprofile zul{\"a}ßt. Ein wesentliches Element des Gesamtmodells ist das Sch{\"u}ttungsmodell, ohne dessen gute {\"U}bereinstimmung mit lockeren Kugelsch{\"u}ttungen die darauf aufbauenden Simulationsschritte nicht m{\"o}glich w{\"a}ren. Diese gute Kongruenz konnte gegen{\"u}ber anderen in der Literatur dargestellen Sch{\"u}ttungsmodellen gerade im Randbereich erreicht werden. Eine richtige Beschreibung dieses Bereichs ist notwendig, um Effekte wie Bypassing zu erfassen. Auch bewirkt eine nicht-realit{\"a}tsnahe Beschreibung dieses Bereichs eine zu geringe Str{\"o}mung im Kern der Sch{\"u}ttung. Beide Str{\"o}mungsmodelle des Gesamtmodells zeigen, daß der in dieser Arbeit verwendete Ansatz der Kopplung von Sch{\"u}ttungs- und Str{\"o}mungsmodell ein Schritt auf dem Weg zu einem ab-initio Modell sein kann. So gelingt es durch die detaillierte Sch{\"u}ttungsstruktur, den effektiven Parameter der radialen Dispersion zu eliminieren, so daß entsprechende Messungen bzw. Absch{\"a}tzungen f{\"u}r die Simulation eines Reaktors nicht mehr notwendig sind. Dies gilt insbesondere f{\"u}r den Bereich großer Durchmesserverh{\"a}ltnisse von Kugel- zu Reaktordurchmesser, in dem die Absch{\"a}tzungen, wie sie in der Literatur genutzt werden, nicht mehr validiert sind.}, subject = {Festbettreaktor; Kugelsch{\"u}ttung; Durchstr{\"o}mung; Numerisches Modell; Festbettreaktor; Sch{\"u}ttschichtreaktor; Sch{\"u}ttung; Computergenerierte Sch{\"u}ttung}, language = {de} }