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Feststoffförderung
Wichtig: Was ist der unterschied zur Seite Einrieselverhalten?
Berücksichtigung der Feststoffförderung
Mit „Feststoffförderung“ ist in REX die Berücksichtigung des Druck-Durchsatzverhaltens der Granulatförderung im Einzugsbereich eines Glattrohrextruders zu verstehen.
Bei der Modellierung des Druchsatzes wird nicht nur der maximale (gegendruckabhängige) Durchsatz innerhalb der Schnecke ($\dot m_{Schneider}$), sondern auch das begrenzte Einrieselverhalten ($\dot m_{max}$) berücksichtigt. Aus der Kombination dieser beiden Modelle resultiert der in REX berücksichtigte gegendruckabhängige Durchsatz der gesamten Einzugszone (roter Verlauf).
Theoretische Grundlagen
Die Gleichung zur Berechnung des Feststofförderdurchsatzes lautet:
$\frac{\dot m}{\dot m_{max}} = 1- e ^ {-\frac{N}{N_ü}*x}$
Der Wert $x$ stellt hierbei einen Faktor dar, welcher zum Fitten der berechneten Daten an die SImulationsdaten dient.
$\dot m_{max}$ beschreibt den maximal möglichen Einrieseldurchsatz und ergibt sich als Regression aus Simulationsdaten zu:
$\dot m_{max} = 3,615 * \rho_s * g^{0,5} * L_T * D^{1,5}*\frac{h}{D}*\left( \frac{t}{D} \right) ^{-0,27}*\left( \frac{D}{D_{max}} \right) ^{0,75}$
mit der nach Norm gemessenen Schüttdichte $\rho_s$, der Erdbeschleunigung $g$, der Länge der Trichteröffnung $L_T$, der Kanaltiefe $h$, der Gangsteigung $t$, dem Durchmesser $D$ und dem maximalen Durchmesser $D_{max} = 250 mm$.
Basierend auf der Durchsatzberechnung nach Schneider, welche an dieser Stelle nicht im Detail wiedergegeben wird, ergibt sich nun die Übergangsdrehzahl $N_ü$ zu:
$N_ü = \frac{\dot m_{max}}{\rho_s*B*h*\pi*D}*\frac{sin(\alpha+\varphi)}{sin(\alpha)}$
mit der Schüttdichte $\rho_s$, der Kanalbreite $B$, der Kanaltiefe $h$, dem Durchmesser $D$, dem gegendruckabhängigen Feststoffförderwinkel nach Schneider $\alpha$ und dem Gangsteigungswinkel $\varphi$.
Quellen
- Trippe, Jan Klaus: Erweiterung der Modellierung zur Durchsatz- und Leistungsberechnung von Feststoffförderprozessen in der Einschneckenextrusion, Dissertation, Universität Paderborn, 2018
- Schneider, K.: Der Fördervorgang in der Einzugszone eines Extruders, Dissertation, RWTH Aachen, 1968