Titelaufnahme
Titelaufnahme
- TitelPraxisorientierte Auslegungsmethodik für Schneckenwärmetauscher unter Effizienz- und Nachhaltigkeitsaspekten / von M. Eng. (FH) Malte Wittje ; Referent: Prof. Dr. rer. nat. Thomas Tröster, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Volker Schöppner, Korreferent: Prof. Dr.-Ing. Christian Lauter
- Autor
- Gutachter
- Erschienen
- Umfang1 Online-Ressource (II, 136 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
- HochschulschriftUniversität Paderborn, Dissertation, 2025
- AnmerkungTag der Verteidigung: 25.11.2025
- Verteidigung2025-11-25
- SpracheDeutsch
- DokumenttypDissertation
- Schlagwörter (GND)
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Zusammenfassung
Schneckenwärmetauscher bilden die Grundlage für verschiedene Prozesse zur Erwärmung oder Kühlung von Schüttgütern im industriellen Umfeld. Sowohl bei Greenfield als auch bei Brownfield Projekten besteht immer das Ziel, die Wärmeströme zu maximieren. Die im Rahmen der vorliegenden Dissertation entwickelte Berechnungsmethodik stellt eine effiziente Möglichkeit zur Simulation und Optimierung von Wärmeströmen in Schneckenwärmeübertragern dar. Die Simulation der Mischungskennwerte und Massenströme erfolgte zunächst anhand von zwei Schüttgütern, die auf Basis von praktischen Versuchen und einer praxisnahen Datenbasis kalibriert wurden. Die ermittelten Daten wurden anschließend für die Simulation der Wärmeströme im Rahmen eines numerischen Ersatzmodells verwendet. Auf Basis desgewählten Ansatzes erfolgte anschließend die Definition einer Berechnungsmethodik zur gezielten Optimierung der Wärmeströme in Schneckenwärmeübertragern. Darüber hinaus wurde die definierte Berechnungsmethodik im Rahmen eines Anwendungsbeispielseingesetzt und exemplarisch das Einsparpotential bei unterschiedlichen Schneckenflügelgeometrien aufgezeigt. In Abhängigkeit von Prozessparametern, Schüttgutdaten und Geometrien ergeben sich deutliche Einsparpotenziale, die nicht mit einem konkreten Wert hinterlegt werden können. Im Rahmen des Anwendungsbeispiels konnte jedoch ein Einsparpotential der Anlagenlänge von 26,7 % bis 40,9 %erreicht werden.
Abstract
Screw heat exchangers form the basis for various processes for heating or cooling bulk materials in an industrial environment. In both greenfield and brownfield projects,the aim is always to maximise the heat flows. The calculation methodology developed as part of this dissertation represents an efficient way of simulating and optimising heat flows in screw heat exchangers. The simulation of the mixing parameters and mass flows was initially carried out using two bulk solids, which were calibrated on the basis of practical tests and a practical database. The data obtained was then used to simulate the heat flows as part of a numerical substitute model. Based on the selected approach, a calculation method was then defined for the targeted optimisation of heat flows in screw heat exchangers. In addition, the defined calculation methodology was used as part of an application example and the savings potential for different screw blade geometries was demonstrated as an example. Depending on the process parameters, bulk material data and geometries, there is significant potential for savings that cannot be backed up with a specific value. Within the scope of the application example, however, a savings potential of 26.7 % to 40.9 % could be achieved.
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