Experimentelle Strömungsanalyse im gerührten Fermenter

Bewertung von Mischvorgängen in Biogasfermentern mittels Particle Image Velocimetry

Michael Elfering

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Naturwissenschaften, Medizin, Informatik, Technik / Maschinenbau, Fertigungstechnik

Beschreibung

Der Rührvorgang ist ein essentieller Bestandteil von Biogasanlagen, da ein guter Methanertrag nur bei optimierter Durchmischung des Substrates erreicht werden kann. Michael Elfering untersucht stationäre und transiente Strömungsvorgänge in einem maßstäblich verkleinerten Modellfermenter bei verschiedenen Drehzahlen und Rührwerkslagen mittels optischer Messverfahren (Particle Image Velocimetry, PIV) und dem vektorbasierten Auswerteverfahren (Proper Orthogonal Decomposition, POD) mit dem Ziel optimaler Durchmischung. Um aus den Labormessungen Rückschlüsse auf reale Anlagen ziehen zu können, werden die scherverdünnende Viskosität des Fermentersubstrates und die Rührwerksdrehzahlen mittels Ähnlichkeitsgesetzen auf den Modellmaßstab übertragen. Die Messungen verdeutlichen das enorme Potential geeigneter Rührwerkslagen und -drehzahlen.


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Schlagwörter

Scale-Up-Verfahren, Gerührte Fermenter, Paddelrührwerke, Biogasfermenter, PIV, Bewertung von Mischvorgängen mittels PIV, Particle Image Velocimetry, Mischvorgänge in Biogasfermentern, Proper Orthogonal Decomposition, Scherverdünnung, Bewertung von Mischvorgängen, Experimentelle Strömungsanalyse, Nicht-newtonsches Fluid, POD