Euler - Lagrange  Modell (DPM)

Es gibt verschiedene Modelle um das Verhalten von Mehrphasenströmungen zu simulieren. Das Euler Lagrange Modell wird verwendet, um Partikel oder Tropfen in einem Fluidstrom, Gas oder Flüssigkeit, zu berechnen. Das Modell ist exakt, wenn die Partikel/Tropfen verglichen zur Zellgrösse klein sind und nicht mehr als ca. 10% Volumenanteil einnehmen.

Zuerst wird das Srömungsfeld berechnet. Dann wird aufgrund z.B. der Trägheitskräfte die Partikelbahn simuliert. Die Impulsänderung aufgrund der Tropfenbahn wird auf die Strömung übertragen. Damit wird die Strömung erneut berechnet. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis sich eine quasi stationäre Strömung einstellt.

Die Tropfen können dabei verdampfen, das Gas kühlt sich ab, Partikel können verbrennen und das Gas erwärmt sich.

Sprühturm

Ein Sprühtrockner ist ein typisches Beispiel für eine Euler Lagrange Simulation. Ein Konzentrat wird in einen Behälter mit heisser Luft gesprüht. Während die Tropfen durch die Luft fliegen, verdampft der flüssige Anteil. Es bleibt der Feststoff zurück. Mittels CFD Simulationen werden nun Sprühtürme ausgelegt. Kriterien können z.B. sein: wie lange benötigen die Tropfen bis sie eine Wand berühren und sind sie bis dann ausreichend trocken? Sind sie noch nass bleiben sie an der Wand kleben. Typische Produkte die in Sprühtürmen hergestellt werden sind:

- Babynahrmittel

- Instant Kaffee, rundliche Partikel

- Waschmittel

Industrielle Sprühtürme können sehr gross sein und einen Durchsatz von mehreren Tonnen pro Stunde aufweisen. Das Bild zeigt einen Sprühturm für Milchpulver. Die Personen auf der Platform geben einen Eindruck seiner Grösse.