Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Im Bereich der Umwelttechnologien und Wasserbehandlung sind viele Verfahren und Anlagen durch mehrphasige, nicht-laminare Strömungsprozesse und komplexe Transportvorgänge gekennzeichnet. Eine messtechnische Erfassung ist oft nur punktuell möglich, was die Charakterisierung und damit auch Maßstabsskalierungen erheblich erschwert. Daher sind numerische Methoden in der Abteilung Kreislauftechnologien und Wasser des Fraunhofer IKTS unverzichtbare Werkzeuge bei der Auslegung, Bewertung und Optimierung von Prozessen und Anlagen. Hierbei wird auf ein langjähriges Know-how in der anwendungsnahen numerischen Strömungssimulation (CFD) und der Finite-Elemente-Methode (FEM) mit Ansys Fluent & CFX, OpenFOAM, COMSOL, FloEFD, FlexPDE und weiteren Lösungen zurückgegriffen.
Anwendungsbeispiele
- Wärme- und strömungstechnische Auslegung von Filtrationsmodulen und Reaktoren für Flüssig- und Gasfiltration sowie Membrandestillation
- Simulation des mehrphasigen und nicht-newtonschen Fluidverhaltens in Biogas-Fermentern unter Rührereinfluss
- Modellierung von Gasblasendynamik und Kavitationseffekten in sonochemischen Prozessen und Blasensäulen-Reaktoren
Leistungsangebot
- Simulations-unterstützte Auslegung von Prozessen, Modulen und Reaktorkonzepten im Bereich der Wasserbehandlung und Umwelttechnologien
- Modellierung und begleitende Charakterisierung von Strömungs-, Misch- und Rührprozessen sowie Pervaporations- und Wärmetransportvorgängen
- Simulative Begleitung von Entwicklungsvorhaben
Projektbeispiele
- I. Voigt, H. Richter, M. Stahn, M. Weyd, P. Puhlfürß, V. Prehn, C. Günther, "Scale-up of ceramic nanofiltration membranes to meet large scale applications", Separation and Purification Technology 215 (2019) 229-234
- KerWas: Dünnwandige, keramische Membranen angepasster Benetzbarkeit und hoher volumenspezifischer Membranfläche für die Nanofiltration und Membrandestillation zur nachhaltigen Aufbereitung von salzhaltigen Wässern (BMBF, 03XP0096)
- FlexPump: Entwicklung und Demonstration eines pumpenbasierten Mischkonzeptes für den flexibilisierten, effizienzoptimierten und multifeedstockfähigen Betrieb von Biogasanlagen (BMWK, 03KB152)