AiF-FV-Nummer 22456

Fluid-Struktur-Oszillation zur Drainageoptimierung bei der Druckluftfiltration


Status & Laufzeit

Ausstehend

Forschungsstellen

  • Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V.
    Bliersheimer Str. 60, 47229 Duisburg
    http://www.iuta.de

  • Bergische Universität Wuppertal Fakultät für Maschinenbau und Sicherheitstechnik Maschinenbau
    Gaußstraße 20, 42119 Wuppertal
    https://www.lsm.uni-wuppertal.de/

Zusammenfassung

Druckluft wird in vielen Industriezweigen als sicherer und zuverlässiger Energieträger eingesetzt. Sie muss mit Hilfe von Druckluftfiltern, typischerweise Koaleszenzfiltern aus Faservliesmedien, von Öltröpfchen gereinigt werden. Die in die poröse Struktur des Filters eingelagerte Flüssigkeit hat einen mit der Betriebsdauer zunehmenden Druckverlust über die Filterschicht zur Folge. Es stellt sich dabei mit der Zeit ein Sättigungszustand ein. Schließlich fließt die abgeschiedene Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluss nach unten ab. In diesem Vorhaben sollen gezielt Strömungs- bzw. Strukturoszillationen analysiert und eingesetzt werden, um im Betrieb unter Volumenstrom einen verbesserten Flüssigkeitstransport durch den Filter zu erreichen. Mittels des oszillationsbedingten Lösens der abgeschiedenen Flüssigkeit von den Fasern des Filtermediums soll eine Reduktion des Sättigungsniveaus bzw. Verringerung der Sättigung durch eine verbesserte Drainage erreicht werden. Erste Schätzungen ergeben, dass eine Reduktion des sich ausbildenden Sättigungsdifferenzdrucks gegenüber aktuellen Koaleszenzfilterelementen von mehr als 10 % erwartet werden kann. Für KMU aus dem Bereich der Filtrations- und Drucklufttechnik bietet sich die Chance, die Funktionsweise ihrer Filtersysteme und –technik zu verbessern und einen Wettbewerbsvorteil zu erzielen. Darüber hinaus ergibt sich ein genereller kommerzieller Vorteil für den gesamten Bereich der Druckluftnutzung, in dem eine Vielzahl von KMU aktiv sind, da eine Reduktion des Druckverlusts gleichbedeutend mit einer Energie- und Kostenersparnis ist. Auch im Bereich der Fertigungs-, Verfahrens-, Automobil- und Energietechnik ist eine gezielte Flüssigkeitsbewegung in vielen Fällen wünschenswert. Für KMU aus diesen Bereichen ergibt sich ein genereller kommerzieller Vorteil, da die Zusammenhänge zwischen Oszillation und Flüssigkeitsbewegung besser verstanden sind und somit neue Möglichkeiten der technischen Ausführung erarbeitet werden können.