In einem Verbundprojekt im Rahmen des Programms „Energie 2020+“ gefördert durch das BMBF koordiniert durch das HZDR arbeiteten 4 Universitäten, 2 Forschungszentren und ANSYS zusammen. Der vorliegende Bericht beschreibt die Arbeiten des HZDR, die im Zeitraum September 2009 bis Januar 2013 durchgeführt wurden. Das Vorhaben war auf die Entwicklung und Validierung von CFD-Modellen von unterkühltem Sieden bis zu Filmsieden gerichtet. Im Bericht werden die entwickelten und verwendeten Modelle dargestellt. Anhand der Nachanalyse von Experimenten wird auf die vorgeschlagene Kalibrierung der Modelle eingegangen. Wichtig ist hierbei eine genauere Beschreibung der Zwischenphasengrenzfläche, die durch Kopplung des Wandsiedemodells mit einem Populationsmodell erreicht werden kann. Anhand der Analyse von Bündelexperimenten konnte gezeigt werden, dass die gemessenen querschnittsgemittelten Messwerte mit einem Satz im Rahmen der Modellunsicherheiten kalibrierter Modellparameter reproduziert werden kann. Für die Berechnung der Verteilungsmuster des Dampfgehaltes im Kanalquerschnitt muss die Modellierung der Turbulenz beachtet werden. Die experimentellen Arbeiten waren auf die Untersuchung eines Brennelementbündels gerichtet. An einer Versuchsanordnung zu einem Brennelementbündel werden die turbulente einphasige Geschwindigkeit (PIV), der mittlere Gasgehalt (Gamma-Densitometrie) sowie der zeitlich und räumlich aufgelöste Gasgehalt (Hochgeschwindigkeits-Röntgentomographie) gemessen. Letztere Methode wurde in Rossendorf entwickelt.

In this study, the effect of speed was investigated on the breakage rate of UG2 platinum ore in a batch mill of 5 dm3 and 175 mm internal diameter. One size fraction method was carried out to perform the experiment. Five mono-sized fractions in the range of 1.180 mm to 0.212 mm separated by √2 series interval were prepared. The fractions were milled at different grinding times (0.5, 2, 4, 15 and 30 min) and three fractions of mill critical speed were considered (20%, 30%, and 40%). The target of critical speed below 50% was due to the need of lower energy consumption in milling processes. The selection and breakage function parameters were determined and compared for fractions of critical speed. First the grinding kinetics of the ore was determined and it was found that the material breaks in non-first order manner. Thereafter, effective mean rate of breakage was determined. It was found that the rate of breakage increased with increase of mill speed and optimum speed was not reached in the range of chosen mill speed fractions. Again the rate of breakage was plotted as a function of particle size, the optimum size was 0.8 mm when milling at 30% critical speed. As for 20% and 30% optimum size was not reached. The selection function parameters estimated at 30% critical speed were 𝑎0 = 0.04 min−1 , 𝛼 = 1.36, 𝜇 = 0.9 mm, and Λ = 3. Breakage function parameters were determined and was noticed that the material UG2 platinum ore is non-normalised, i.e. Φ value was changing from 0.25 to 0.90 depending on feed size and mill speed. The parameters 𝛽 and 𝛾 were constant at 7.3 and 1.17 respectively. / College of Science, Engineering and Technology / M. Tech. (Chemical Engineering)

In einem Verbundprojekt im Rahmen des Programms „Energie 2020+“ gefördert durch das BMBF koordiniert durch das HZDR arbeiteten 4 Universitäten, 2 Forschungszentren und ANSYS zusammen. Der vorliegende Bericht beschreibt die Arbeiten des HZDR, die im Zeitraum September 2009 bis Januar 2013 durchgeführt wurden. Das Vorhaben war auf die Entwicklung und Validierung von CFD-Modellen von unterkühltem Sieden bis zu Filmsieden gerichtet. Im Bericht werden die entwickelten und verwendeten Modelle dargestellt. Anhand der Nachanalyse von Experimenten wird auf die vorgeschlagene Kalibrierung der Modelle eingegangen. Wichtig ist hierbei eine genauere Beschreibung der Zwischenphasengrenzfläche, die durch Kopplung des Wandsiedemodells mit einem Populationsmodell erreicht werden kann. Anhand der Analyse von Bündelexperimenten konnte gezeigt werden, dass die gemessenen querschnittsgemittelten Messwerte mit einem Satz im Rahmen der Modellunsicherheiten kalibrierter Modellparameter reproduziert werden kann. Für die Berechnung der Verteilungsmuster des Dampfgehaltes im Kanalquerschnitt muss die Modellierung der Turbulenz beachtet werden. Die experimentellen Arbeiten waren auf die Untersuchung eines Brennelementbündels gerichtet. An einer Versuchsanordnung zu einem Brennelementbündel werden die turbulente einphasige Geschwindigkeit (PIV), der mittlere Gasgehalt (Gamma-Densitometrie) sowie der zeitlich und räumlich aufgelöste Gasgehalt (Hochgeschwindigkeits-Röntgentomographie) gemessen. Letztere Methode wurde in Rossendorf entwickelt.