Fluidizációs-porlasztásos granulálási technológiák méretnövelését segítő szimulációs modell kialakítása

Absztrakt

A fluidizációs-porlasztásos granulálás szimulációs modellezésére vonatkozóan a szakirodalomból két szélsőségesen különböző megközelítés ismert. A modellek egyik csoportja az elemi folyamatok részletes leírásából kiindulva, elosztott paraméterű parciális differenciál-egyenletrendszer (populáció mérleg) segítségével próbálja meg követni a szemcseméret eloszlás és az egyéb fizikai tulajdonságok változását. Ezen modellek gyakorlati alkalmazhatósága nehéz, mivel a szükséges elemi fizikai-kémiai paraméterek meghatározása a gyakorlatban lehetetlen. A másik szélsőséges megközelítés a különböző méretű készülékekben kimért empirikus összefüggések, és a gyakorlati tapasztalatokon alapuló heurisztikus szabályok alkalmazásával próbál a gyakorlat számára segítséget nyújtani. Ezek a tapasztalati összefüggések a készülékméretre nagyrészt nem invariánsak, ezért elsősorban jól bevált szakértői szabályokat kombinálnak az egyes anyagokra vonatkozó intuitív következtetésekkel, mely hátránya, hogy fontos jellegzetességek (pl. a szerkezeti anyag hőkapacitása) nem vehetők figyelembe. Munkánkban egy olyan, a gyakorlatban is alkalmazható, közepesen bonyolult megoldást dolgoztunk ki, amely a fluidizált réteg mozgásállapota és a rétegben lévő anyag tapadó-képességét kifejező nedvességtartalom közötti összefüggést leíró, úgynevezett rétegállapot diagram követésén alapul. A folyamat állapotelemeit jellemző, úgynevezett passzív elemek és változáselemeit leíró aktív elemek generikus szimulációs modellje a készülék hőtehetetlenségét is figyelembe vevő hőmérlegrendszeren, a nedvességmérlegen, valamint a porszűrő rendszerbe kerülő szilárd anyag mérlegének követésén alapul, miközben a szemcseméret eloszlás és a fizikai tulajdonságok megfelelő kialakulását az adott sávban elhelyezkedő rétegállapot-diagram garantálja implicit módon. Tapasztalataink szerint a tervezést és méretnövelést a gyakorlatban is jól segítő programrendszert alakítottunk ki, és megkezdtük a módszer gyakorlati alkalmazását.