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Schüttgut-Kalibrierung für die Berechnung thermo-mechanischer Belastungen in Festbett-Wärmespeichern

Bulk material calibration for the calculation of thermo-mechanical loads in packed-bed thermal energy storages

  1. Dipl.- Ing. Thomas Mitterlehner Institut für Konstruktionswissenschaften und Produktentwicklung an der Technischen Universität Wien
  2. Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Georg Kartnig Institut für Konstruktionswissenschaften und Produktentwicklung an der Technischen Universität Wien
  3. Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr. Markus Haider Institut für Energietechnik und Thermodynamik, Forschungsbereich: Thermodynamik und Wärmetechnik, Technische Universität Wien

Abstracts

Um für die DEM-Simulation das Schüttgutverhalten richtig abbilden zu können, ist eine Kalibrierung der Schüttgutparameter notwendig. Als Kalibrier-Methode kommt der Draw-Down-Versuch zur Anwendung, der den Wert für die Haft- und Rollreibung der Partikel liefert. Rutsch- und Rollversuche liefern die weiteren Materialkennwerte. Um die Spannungen in der Schüttung und zwischen Schüttung und Behälterwand ermitteln zu können, wird der E-Modul der Schüttung benötigt. Zu dessen exakter Bestimmung wurde ein Druckversuch mit Schüttgut in einem Behälter durchgeführt und mit einer DEM-Simulation verglichen. Das vorliegende Paper beschreibt einen vollständigen Prozess zur Ermittlung sämtlicher Parameter, die für die Spannungsberechnung erforderlich sind.

In order to be able to represent the bulk material behaviour correctly for the DEM simulation, a calibration of the bulk material parameters is necessary. The draw down test is used as the calibration method, which provides the value for the static and rolling friction of the particles. Slip and roll tests provided the other material parameters. In order to determine the stresses in the bulk material and between bulk material and container wall, the young’s modulus of the bulk material is required. For its exact determination a pressure test with bulk material in a container was performed which was compared with a DEM simulation. This paper describes a complete process for determining all parameters required for stress calculation.

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