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Rührer und Mischer

Rührer und Mischer  werden vielfältig in den verschiedensten Industriezweigen eingesetzt. Um Ihre Rührer und Mischer verfahrenstechnisch optimal auslegen zu können, benötigen Sie bspw. detaillierte Kenntnisse über Mischzeiten. Mittels hochauflösender 3D CFD Strömungssimulationen können diese in kurzer Zeit und mit geringem Aufwand ermittelt sowie in Simulationsgrafiken anschaulich dargestellt und analysiert werden. CFD Simulationen sind daher ein zuverlässiges Tool für alle denkbaren Konfigurationen.

Vorteile von CFD Simulationen:

  • Reproduzierbare Ergebnisse
  • Keine zeitaufwendigen Messungen
  • Direkte Identifikation der Problemzonen

Sie haben individuelle Fragen? Dann kontaktieren Sie uns!
Wir geben Ihnen gerne spezifische Informationen bezüglich Ihres Sachverhaltes.


Best Practice Beispiel: Die Simulation eines kontinuierlichen Rührkessels zur Vermischung von Wasser und Ethanol


Damit der Sachverhalt simuliert werden kann, muss zuerst die Geometrie des Rührkessels definiert werden. Zur Veranschaulichung sehen Sie links die Gitteransicht des Rührkessels mit ca. 470.000 Gitterzellen.

  • Geometrie orientiert an einem Rührkessel mit h = 1,4 m und d = 1,2 m
  • Rührorgan mit h = 0,3 m und d = 0,6 m
  • Einbauhöhe des Rührers auf 0,4 m
  • Gesamtvolumenstrom von 0,05 m3/s (1 zu 1)

Man geht von einer instationären Strömung aus und ermittelt darauf aufbauend die Mischgüte. Die Mischgüte ist ein Maß für die Gleichmäßigkeit einer Mischung und wird über den Variationskoeffizienten sigma ermittelt.
100 % Mischgüte entsprechen einem Variationskoeffizienten von 0 und stellen den perfekten Mischzustand dar, welcher aber in der Praxis nicht erreichbar ist. Dies liegt daran, dass die Konzentration im Auslass stets örtlichen Schwankungen unterliegt. Der Variationskoeffizient beschreibt die Stärke dieser Schwankungen, welche im Folgenden die Ethanol-Konzentration alpha veranschaulicht. In der Praxis akzeptiert man üblicherweise, wie in diesem Beispiel auch, sigma =  5 %, was einer Mischgüte von 95 % entspricht.

Anforderung: alpha = 50 % (0,5) und sigma = 5 % (0,05)  am Auslass des Rührkessels

Das Video rechts zeigt das zeitabhängige Mischverhalten von Wasser und Ethanol. Dieses ist von der Drehzahl und der Geometrie des Rührers abhängig.

Auf der linken Seite ist der gesamte Rührkessel dargestellt, wohingegen der Fokus rechts auf dem Konzentrationsfeld am Auslass liegt. In der rechten Simulationsgrafik kann man anhand der Skala und der Farbgebung erkennen, dass der Anteil an Ethanol im Auslass noch Schwankungen zwischen 40% bis 60% unterliegt.
Der Optimalfall wäre ein zeitlich konstanter, flächendeckender Anteil an Ethanol von 50%.

Im Anschluss an die Simulation folgt abschließend die Auswertung der Simulationsergebnisse. Die gewonnenen Erkenntnisse bieten die Grundlage für eine gemeinsame Ausarbeitung von Optimierungsmöglichkeiten mit dem Kunden. In diesem Beispiel haben wir nach der Simulation der Rührer durch Modifikation die Schaufelblätter angepasst, um die Konzentrationsschwankungen am Auslass besser auszugleichen.

Rührergeometrien nachbilden – Rührwerke ausmodellieren – Geometrievarianten testen.
IANUS Simulationen ist Ihr Ratgeber für individuelle Fragen im Einsatz und Umgang von Mischern und Rührern.