Skalierung und experimentelle Modellierung zur Charakterisierung des Ab-/Brandverhaltens im Fließbett

In der verfahrenstechnischen Industrie werden in der Regel betriebliche Prozesse vor Produkteinführung in Laborversuchen überprüft, um Kenntnisse über das Verhalten der zu verarbeitenden Stoffe zu erfahren. Das Brandverhalten abgelagerter Schichten wird erfolgreich durch die Brennzahl beschrieben. Für die komplizierteren Verhältnisse im Fließbett soll die Brandverhaltenszahl als (neue) sicherheitstechnische Kenngröße das Ab-/Brandverhalten charakterisieren. Allerdings liefern Laborergebnisse häufig nicht die für eine Beurteilung der Situation unter Betriebsbedingungen benötigten Ergebnisse, da eine nachvollziehbare Skalierung fehlt, was schon häufig zu qualitäts- und sicherheitstechnischen Problemen geführt hat. Deshalb wurde in der vorliegenden Arbeit eine Skalierung und experimentelle Modellierung zur Charakterisierung des Ab-/Brandverhaltens am Beispiel einer staubführenden Fließbettanlage entwickelt.

Als zusammenfassendes Ergebnis kann folgendes festgehalten werden:

1. Der theoretisch ermittelte lineare Skalierungsfaktor wurde für Prototyp und Prüfapparatur durch Versuche bestätigt.
2. Der Temperaturgradient war für beide Systeme identisch.
3. Bei der Ermittlung der Flammenhöhe für Stäube mit gleicher Brandverhaltenszahl „BVZqs“ wird der lineare Skalierungsfaktor eingehalten.

Mit der Erfahrung bei der Skalierung und Modellierung von Fließbetten sowie den Beobachtungen bei der Ermittlung der Brennzahl „BZ“ und Brandverhaltenszahl „BVZqs“ gelang es eine Beziehung zwischen betrieblichen Anforderungen unter realen Prozessabläufen und Laboruntersuchungen herzustellen und zu beschreiben. Werden Laboruntersuchungen unter Berücksichtigung des Skalierungsfaktors durchgeführt, können Qualitätsprobleme reduziert und sicherheitstechnische Vorkehrungen getroffen werden, um unerwünschte Ereignisse zu reduzieren.

Den vollständigen Forschungsbericht finden Sie demnächst hier.