Simulation ist mehr als Software

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Optimierung von Mischprozessen mit Simulationssoftware
Um Mischprozesse zu optimieren, müssen die physikalischen Zusammenhänge bekannt sein. Nur so kann der Mischprozess zielgerichtet beeinflusst werden.

Transiente Mischvorgänge mit Discrete Element Modeling (DEM) analysieren

Mit der Software ROCKY DEM werden Mischprozesse simuliert, um relevante Prozessgrößen zu quantifizieren. In der mechanischen Verfahrenstechnik ist das Mischen ein wichtiger Prozess. Besonders zentrale Bedeutung erhält er in der Betonindustrie, in der die Firma Liebherr-Mischtechnik GmbH zu den Marktführern im Mischtechnikbereich gehört.

Zusammenfassung

Joachim Henkel
Leiter der Abteilung Statik und Strukturanalyse, Liebherr-Werk Ehingen GmbH

Liebherr hat den Nutzen der computerunterstützen Kranberechnung schon in den späten 1970-er Jahren erkannt. Wir setzen Ansys in der strukturmechanischen Berechnung und Optimierung von Stahlbauteilen seit über 30 Jahren als wichtigstes strategisches Simulationswerkzeug ein. Ebenso lang währt die konstruktive und vertrauensvolle Partnerschaft mit der Firma CADFEM. Der Erfolg gibt uns recht: Wir haben von Beginn an auf das richtige Pferd gesetzt.

Aufgabe

Prozesstechnische Anforderungen werden in Form der Mischgüte und der Durchsatzleistung definiert. Wie beeinflussen Parameter wie Mischwerkgeometrie und Mischwerkdrehzahl den Mischprozess?

Lösung

Mit ROCKY kann der Mischprozess transient simuliert und ausgewertet werden. Mit der quantitativen Auswertung der Mischgüte lässt sich das Verhalten verschiedenster Mischer bewerten. Jedoch ist ein tiefgreifendes Verständnis der physikalischen Prozesse notwendig, um Verbesserungen durchzuführen.

Kundennutzen

Mit ROCKY hat Liebherr einen effizienten Optimierungsprozess für Mischer aufgebaut. Nach der Identifizierung der Einflussparameter folgt deren Beurteilung auf Basis der Mischgüte. Daraus lassen sich die optimalen Betriebsparameter ableiten.

Projektdetails

Aufgabenstellung

In der Praxis werden prozesstechnische Anforderungen in Form der Mischgüte und der Durchsatzleistung definiert. Die Parameter zur Beeinflussung des Mischprozesses sind beispielsweise der Mischertyp, die Mischwerkgeometrie und die Mischwerkdrehzahl. Dabei stellt sich die Frage, wie der Einfluss der Parameter quantitativ erfasst werden kann.

Liebherr-Mischtechnik GmbH hat auf Basis der DEM-Software ROCKY eine numerische Auswertemethode entwickelt, die zur Berechnung der Mischgüte dient. Dabei wird das Volumen des Mischers mit einem numerischen Auswertegitter belegt, um eine statistische Analyse vorzunehmen. Bei entsprechender Auflösung des Auswertegitters lässt sich eine statistisch ausreichend große Anzahl an Stichproben auswerten. Zudem ist eine Aussage über die räumliche Verteilung der Mischgüte im Mischer und über den zeitlichen Verlauf der Mischgüte während des Mischvorganges möglich.


Lösung

Die beschriebene Methode lässt sich unabhängig vom Mischertyp und von der Geometrie des Mischers nutzen. Mit ROCKY kann der Mischprozess transient simuliert und ausgewertet werden, wobei jedoch vorschnelle Aussagen auf Basis rein visueller Eindrücke im Post-Processing zu vermeiden sind. Mit der genannten quantitativen Auswertung der Mischgüte lässt sich das Verhalten verschiedenster Mischer bewerten. Jedoch ist ein tiefgreifendes Verständnis der physikalischen Prozesse notwendig, um die Ergebnisse zu erklären und sinnvolle Verbesserungen durchzuführen.


Nutzen für den Kunden

Mit ROCKY hat Liebherr einen effizienten Optimierungsprozess für Mischer aufgebaut. Nach der Identifizierung der Einflussparameter folgt deren Beurteilung auf Basis der Mischgüte. Daraus lassen sich die optimalen Betriebsparameter ableiten.

 

Joachim Henkel
Leiter der Abteilung Statik und Strukturanalyse, Liebherr-Werk Ehingen GmbH

Die Naturgesetze der Technischen Mechanik kann man selbst mit den modernsten Simulationswerkzeugen nicht aushebeln. Dennoch ermöglicht uns die Simulation mit ANSYS die Grenzen des technisch Machbaren im Rahmen der durch die Standards vorgegebenen Sicherheiten immer wieder neu auszuloten.


Account Manager

Produkt-Anwendungen im Projekt