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Optimierung von Rührwerken

Mischer und Rührer  werden vielfältig in den verschiedensten Industriezweigen eingesetzt. Um Ihre Rührer und Mischer verfahrenstechnisch optimal auslegen zu können, benötigen Sie bspw. detaillierte Kenntnisse über die Prozesse in Ihren Rühranlagen. 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.


Mit unseren Simulationen können Sie verschiedenste Rühranlagen optimieren, beispielsweise:

  • Behälter
  • Behälterköpfe
  • Rotor / Stator
  • Mikromischer
  • Pipelinemischer

Die Erzielung optimaler Rührergebnisse ist von verschiedenen Faktoren abhängig. Ein optimales Ergebnis liefern Rührer, die sowohl alle Moleküle in der Anlage in geforderter Weise durchmischen, als auch dafür sorgen, dass sich alle Moleküle nur so lange an bestimmten Orten in der Anlage aufhalten, wie es zur optimalen Reaktion notwendig ist. Dies meint z.B. dass sich keine Teilchen am Boden des Rührwerks absetzen oder an bestimmten Punkten der Anlage häufen.

Zur Analyse dessen bieten sich die folgenden zwei Methoden besonders gut an:

Die Kombination dieser beiden Methoden ist ideal geeignet, um die Reaktionsführung in einem Reaktor zu verbessern und Problemzonen zu identifizieren.


Ein Blick in die Praxis: Identifikation einer Kurzschlussströmung


Im folgenden Beispiel wird die Durchmischung von Fluiden in einem Rührkessel simuliert und optimiert. Die Ausgangslage in dem Rührkessel entspricht hierbei einer Kurzschlussströmung. Durch eine ungeeignete Auslegung des Kessels kommt es dazu, dass einige Moleküle direkt vom Einlass (oben rechts) zum Auslass (oben links) transportiert werden, ohne miteinander zu reagieren.

Zur Untersuchung des Sachverhalts wurde zunächst das Strömungsfeld berechnet. (Bild rechts). Dieses bietet die Grundlage für die Analyse der Partikelausbreitung im Rührkessel.

In einem nächsten Schritt wurden zur Veranschaulichung des Fließvorgangs masselose Partikel genutzt, die der Strömung folgen, sog. Tracer. Das Bild unten zeigt die durch die Tracer entstehenden Strömungslinien des Durchmischungsvorgangs. Hier ist besonders gut zu erkennen, dass der Rührer die Moleküle nicht einheitlich im gesamten Rührkessel durchmischt. Die ganze Bewegung konzentriert sich stattdessen auf den Bereich oben links.

Hier wurde eine Mean-Age Analyse durchgeführt. Das Mean-Age-Feld zeigt an, dass die Fluidelemente im gerührten Teil ein mittleres Alter von ungefähr 400 Sekunden haben. Zu erkennen ist dies an der gelblich bis rötlichen Farbgebung der entsprechenden Stelle. (Farbskala links) Das ist vergleichsweise wesentlich höher als der Sollwert von ungefähr 270 Sekunden, den man auch am Auslass so vorfindet. Im Optimalfall sollte der Rührkessel also möglichst einheitlich grünlich gefärbt sein.

Nach der Mean-Age Analyse haben wir durch die Veränderung der Rührkesselkonstruktion die Durchmischung optimiert. Dazu haben wir den Auslass unterhalb des Rührers platziert, um die Totzone zu vermeiden. Somit ist der Rührkessel einheitlich grün und entspricht dem Sollwert der Durchmischung, lediglich die Einlassregion ist blau.

„Durch unsere langjährige Erfahrung sind wir Ihr Spezialist für die Analyse, Auslegung und Optimierung von Rühranlagen jeglicher Art. Unser Ziel ist es, mit neuesten Technologien und modernsten Verfahren effiziente Lösungen für bestehende Probleme zu finden und diese schnell und kostengünstig zu beseitigen.“

Prof. Dr.-Ing. Frank Platte