Detailergebnis zu DOK-Nr. 70109
Simulation der Gesteinskörnungstrocknung in Asphaltmischwerken (Orig. engl.: Simulation of drying aggregate in asphalt plants)
| Autoren |
H. Wen K. Zhang A. Hobbs S.L. Edburg |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.5 Naturstein, Kies, Sand 13.2 Maschinen für Asphaltstraßen |
Asphalt Pavements: Proceedings of the International Conference on Asphalt Pavements, Raleigh, North Carolina, USA, 1-5 June 2014. Volume 1. Leiden: CRC Press, 2014, S. 963-970, 6 B, 1 T, 21 Q
Die Absenkung der Herstelltemperaturen bei der Warmmischtechnologie kann zu unzureichender Trocknung der Gesteinskörnungen und daraus resultierend zu Qualitätseinbußen bei der Asphaltproduktion führen. Wegen der Schwierigkeit, den Trocknungsprozess und den Temperaturanstieg bei den Gesteinskörnungen während des Aufheizens in der Trommel zu überwachen, bietet die rechnerische Analyse eine alternative Methode. Im Beitrag werden die CFD-Methode (Computional Fluid Dynamics) und die DEM (Discrete Element Method) benutzt, um die Gesteinskörnungsbewegung und die Hitzezufuhr in einer einfachen Trommel zu simulieren. Dabei wurde der Einfluss der Korngröße und der Rotationsgeschwindigkeit der Trommel auf den Temperaturanstieg in den Gesteinskörnungen und die Flüssigkeitstemperatur im Wärmetauscher untersucht. Die Resultate zeigen, dass das kombinierte CFD/DEM-Verfahren eine sinnvolle Näherungsmethode bietet, die Materialbewegung in der Trommel und den Temperaturanstieg direkt zu bewerten. Kleinere Korngrößen erhitzen sich schneller als größere Partikel. Die Ableitung der optimalen Trommelrotationsgeschwindigkeit beeinflusst sowohl den Materialvorschub als auch die Temperaturentwicklung, sowohl im Modell, wie auch bei einer realen Trommel mit zunehmendem Steigungswinkel. Höhere Temperaturen im Wärmetauscher können die Verweildauer in der Trommel bis zum Erreichen der idealen Mischguttemperatur reduzieren. Die Rechenmethode kann für die Optimierung des Betriebs von Mischanlagen oder auch für die technische Weiterentwicklung neuer Anlagen im Hinblick auf Qualitätsverbesserung und Energieeffizienz dienen. Von den Autoren werden Praxistests in Großmodellen und praktische Versuche zur Kalibrierung der Rechenmethodik aus dem Modellversuch für die künftige Anwendung empfohlen.