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CFD-gestützte Neuentwicklung und Optimierung von Filteranlagen

Intensiv-Filter hat weitere Weichen als führendes Unternehmen in der Entstaubungstechnologie gestellt und optimiert Konst­ruktion und Entwicklung von Filteranlagen und Anlagenkomponenten ab sofort mit hauseigener CFD-Strömungssimulation. Die CFD-Methodik bietet das Potenzial, das reale Verhalten von Strömungen sowie die damit zusammenhängende Effi­zienz der Filteranlage zu prognostizieren (Bild 1). Durch die strömungsseitigen Parameter wird die Energieeffizienz einer Entstaubungsanlage oder von Anlagenkomponenten verbessert.
 
Als Beispiel ist in Bild 2 die Ausgangssituation der Entstaubungsanlage am Beispiel einer Filtereinströmung dargestellt. Die mittels CFD-ermittelte Alternative (Bild 3)
zeigt deutlich, durch welche konstruktiven Veränderungen die gewünschten strömungstechnischen Optimierungen erreicht werden können. Leitbleche wurden nach Berechnung und Ermittlung der CFD-Daten an der optimalen Position platziert. Die Bauart der Rohgasleitung wurde anhand der strömungsseitigen Parameter verbessert. Durch eine homogene Einströmung können deutlich geringere Druckverluste realisiert werden, die wiederum zu einem geringeren Energieverbrauch führen.
 
„CFD wurde bei Intensiv-Filter bereits in den vergangenen Jahren zur Neuentwicklung von Jet-Pulse Schlauchfilteranlagen und Anlagenkomponenten verwendet. Hierbei wurde auf externe Dienstleister zugegriffen. Ab sofort nutzen die Ingenieure in der Intensiv-Filter-Entwicklung die CFD-Software eines führenden Herstellers inhouse. Die CFD-Expertengruppe arbeitet dabei eng mit der Konstruktionsabteilung zusammen.
3-D-CAD-Daten können direkt in die CFD-Gittergenerierung geladen werden, was eine schnelle und effiziente Berechnung auch komplexer Aufgaben mit über 1 Mio. Raumpunkten sicherstellt. Das Simulationspaket gestattet neben der strömungstechnischen auch die thermodynamische Optimierung, z.B. von Luft-Luft-Kühlern, und die Simulation von Mehrphasenströmungen, z.  B. die Auslegung von Verdampfungskühlern. Die Kenntnis des Geschwindigkeitsfeldes, des Druckverlaufs und der Partikelströmung ist der Schlüssel für die Weiterentwicklung energieeffizienter Filteranlagen. Intensiv-Filter baut damit seine Kernkompetenz weiter aus. Die Entscheidung, CFD-Berechnungen künftig inhouse durchzuführen, dient vor allem der Leistungssteigerung und Verkürzung des Zeitbedarfs bei der Lösung kundenspezifischer Aufgabenstellungen in der Optimierung von Gas-Feststoff-Strömungen. Damit sind Anlagenoptimierungen von der Emissionsquelle bis zum Kamin bereits in der Angebotsphase mit hoher Genauigkeit möglich“, so Dr. Gunnar-Marcel Klein, Leiter Technik.
 
Bei fachgerechter Anwendung ist die numerische Strömungssimulation ein wertvolles Instrument zur Beschleunigung des Entwicklungsprozesses und zur Optimierung des Produktes. Zusätzlich können Entwicklungsrisiken deutlich reduziert werden. CFD wird zum Standardwerkzeug bei der Lösung strömungstechnischer Aufgaben.

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