Mixer-CFD, Entwicklung von Rührwerkssystemen mit optimalem Mischverhalten in Biogasanlagen und verringertem Energiebedarf mittels numerischer Strömungs-Simulation (CFD)

01.10.2008 - 31.12.2010
Research funding project
Ziel dieses Projektes ist es das Mischverhalten sowie die Performance von Rührsystemen in Biogasanlagen zu erfassen, und mittels CFD-Simulation mathematisch darzustellen. Von diesen Computer-Simulationen kann das aktuelle Mischverhalten abgelesen werden. Daraus können Rückschlüsse auf optimale Reaktorgeometrien und Positionierung von Rühr¬systemen, optimale Rührwerkskombinationen sowie minimierter Energieeinsatz abgeleitet werden. Prinzipiell sollen mindestens 2 Biogasanlagen mit unterschiedlichen Rührwerksystemen er-fasst werden. Die rheologische Beschreibung der Fermenterinhalte (Gärgut) wird basierend auf bestehen-den Daten verfeinert und präzisiert. In Abhängigkeit von Korngrößenverteilungen (Halmlän-gen etc.) sowie eingesetzten Substraten wird die Viskosität sowie das rheologische Verhal-ten experimentell erfasst. Durch die Datenaufnahme bei bestehenden Biogasanlagen (Reaktor- und Rührwerksgeo¬metrien) kann in einem ersten Schritt das aktuelle Mischverhalten dargestellt werden. Da-durch können Hinweise auf die Optimierung der in diesem Projekt beteiligten Biogas¬anlagen hinsichtlich Mischgüte und Energieeinsatz abgeleitet werden. Die CFD-Modelle werden durch ein Validierungsverfahren überprüft. Durch punktuelle Zuga-be von Bacillus globigii werden Rührkessel-Response-Kurven aufgenommen. Das Grundmodell der CFD-Simulation wird dann soweit modifiziert damit Aussagen über folgende Fragestellungen getroffen werden können: Optimierung Mischverhalten bei bestehenden Anlagen Optimierung Rührwerkgeometrie im Fermenter Minimierung Energieeinsatz bei bestehenden Rührsystemen Optimales Rührsystem bei landw. Biogasanlagen Endprodukte: Für bestehende Konzepte/Betreiber Leitfaden zum optimalen Misch-Algorithmus Hinweise auf Totzonen Minimierter Energieeinsatz bei optimaler Erreichung des Mischzieles Für Neu-Konzepte / Konstrukteure Einsatzgrenzen von Rührwerk-Systemen (Langsam-, Schnellläufer; Propeller-, Paddelrühr-werke, Mischung aus diesen Gruppen) Beste Anordnung im Fermenter Minimierter Energieeinsatz

People

Project leader

Project personnel

Institute

Förderungmittel

  • FFG - Österr. Forschungsförderungs- gesellschaft mbH (National) Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG)

Research focus

  • Climate Neutral, Renewable and Conventional Energy Supply Systems: 20%
  • Computational Fluid Dynamics: 70%
  • Computer Science Foundations: 10%

Keywords

GermanEnglish
Rührwerkstechnikmixing technology
Numerische StrömungssimulationComputational Fluid Dynamics
BiogasanlageBiogasconstruction
Energieeffizienzenergy efficiency

External partner

  • IFA Tulln
  • Thöni Industriebetriebe GmbH

Publications