2023-06-252023-06-25https://tore.tuhh.de/handle/11420/16273Im Rahmen dieses Projektes soll das dynamische Verhalten von Gas-Partikel-Prozessen unter Einfluss von Flüssigkeits-Eindüsungen untersucht werden. Diese Prozesse haben ein hohes Anwendungspotential in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie. Es ist weitgehend bekannt, dass sich mit Flüssigkeit benetzte Partikeln völlig anders verhalten als trockene Partikeln. Eine entsprechende fundamentale Beschreibung der dynamischen Vorgänge ist jedoch noch nicht vorhanden. Zwei Doktoranden werden beiderseits an einer quantitativen Beschreibung der Dynamik der feuchten Partikel arbeiten. Ein Doktorand wird die Stoßversuche durchführen, wobei das Stoßverhalten in Abhängigkeit von der Stoßgeschwindigkeit, den Materialeigenschaften und der Benetzung beschrieben wird. Die Kinematik und das Haften von Partikeln beim Stoß werden mit zwei Hochgeschwindigkeitskameras aufgenommen und mit der Lösung der Kräfte- und Energiebilanzen analysiert. Der andere Doktorand wird Simulationen mit einem kombinierten volume-of-fluid/immersed boundary Modell, welches die Stoßvorgänge der trockenen und befeuchteten Partikel beschreibt, durchführen. Mit den Ergebnissen wird es möglich sein, die Mechanismen bezüglich der Energiedissipation, der Haftung und der Masse- und Impulsübertragung bei Kollisionen von mit Flüssigkeit benetzen Partikeln zu beschreiben. Zusätzlich werden empirische Gleichungen erstellt, die für Makromodelle verwendet werden können. Generell können die erhaltenden Ergebnisse für die Fehlersuche oder Problembehandlung in Prozessen, welche Gas-Partikel-Systeme beinhalten, genutzt werden.In this project, we will investigate the dynamic behaviour of gas-particle processes involving liquid injection. These systems are encountered in a wide variety of gas-solid contacting processes used in the chemical, pharmaceutical and food industries. It is well known that wet particles behave completely different from dry particles. Yet, a fundamental description of the dynamics of wet particles is predominantly missing. Two PhD students will mutually work on a quantitative description of wet particle dynamics through a combined experimental and numerical study. The first will work on development and application of collision experiments to perform a systematic parameter study of particle collisional behaviour depending on particle material properties, wettability, degree of wetting, impact velocity and physical properties. Two high speed cameras will be used to quantify the changes in velocity and the sticking of particles during a collision. The effects will be analysed due to solving of force and energy balances. The other PhD student will numerically study the mechanisms of particle collisions with the aid of an advanced computational model that describes the dynamics of a particle colliding with a wet wall or another dry or wet particle without any prior assumptions. Based on the experimental and numerical data we will be able to identify the mechanisms of energy dissipation, sticking and transfer of mass and momentum during a collision of a wet particle and to provide quantitatively descriptive closure equations that can be used in coarse grained DEM models. These can be used in the design, optimization and trouble shooting of gas-solid contactors involving liquid injection.