@phdthesis{Hagendorf2006,
  author    = {Hagendorf, Annika},
  title     = {Untersuchungen zum Str{\"o}mungsverhalten in einer Spiralstrahlm{\"u}hle mittels Druckmessungen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-19804},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2006},
  abstract  = {Der Untersuchung des Str{\"o}mungsverhaltens in einer Spiralstrahlm{\"u}hle kommt auf Grund ihrer Komplexit{\"a}t besondere Bedeutung zu. Seit der Entwicklung der Strahlm{\"u}hlen wird versucht, die Abl{\"a}ufe w{\"a}hrend des Zerkleinerungsprozesses genau zu beobachten und zu analysieren. Als Kontrollinstrument der Betriebszust{\"a}nde in der M{\"u}hle hat sich die Aufzeichnung des statischen Drucks etabliert. Der statische Druck ist auf gleichem Radius unabh{\"a}ngig von der Position des Druckaufnehmers und damit auch unabh{\"a}ngig vom Einfluss der Treibstrahlen {\"u}ber der Wandschicht fast konstant. Weitere Untersuchungen {\"u}ber dem Radius der Mahlkammer bringen den Beweis, dass die aufgenommene radiale Druckkennlinie vom {\"a}ußeren Mahlkammerrand in Richtung des Kammermittelpunktes abf{\"a}llt. Die Aufnahme des zur Geschwindigkeitsberechnung ben{\"o}tigten Gesamtdrucks erfolgt {\"u}ber ein Pitot-Rohr. Dazu muss zun{\"a}chst ein f{\"u}r die M{\"u}hle geeignetes Pitot-Rohr angefertigt werden. Das Pitot-Rohr mit einer Kopfl{\"a}nge von 13 mm und einem Verh{\"a}ltnis von Innendurchmesser zu Außendurchmesser von 0,73 liefert in Vergleichsmessungen die h{\"o}chsten Gesamtdruckwerte und wird daher f{\"u}r die weiteren Versuche eingesetzt. Um den Innenraum der M{\"u}hle so vollst{\"a}ndig wie m{\"o}glich zu erfassen, werden wesentliche Einflussgr{\"o}ßen, wie Messposition und Eintauchtiefe des Pitot-Rohres sowie definierte radiale Positionen in der Mahlkammer schrittweise variiert. Dabei erfolgt jeweils die Ermittlung des optimalen Anstr{\"o}mwinkels des Pitot-Rohres. Versuche mit unterschiedlichen Eintauchtiefen des Pitot-Rohres in die Mahlkammer zeigen ebenfalls einen Druckanstieg, sobald das Messrohr in N{\"a}he der Treibstrahld{\"u}sen ausgerichtet wird. Je weiter sich das Rohr von der Treibstrahld{\"u}se entfernt, desto niedriger sind aufgenommener Gesamtdruck und die daraus resultierende Geschwindigkeit. Die berechneten Geschwindigkeitswerte lassen sich mit Hilfe des Programms MATLAB® graphisch in Str{\"o}mungsprofilen darstellen. So k{\"o}nnen besonders {\"u}bersichtlich Richtung und Geschwindigkeit der lokalen Str{\"o}mung in Abh{\"a}ngigkeit vom Radius der Mahlkammer und Position des Pitot-Rohres veranschaulicht werden. Von großer Bedeutung sind die Treibstrahlebenen sowie angrenzende Bereiche ober- bzw. unterhalb der Treibstrahlebenen, da hier ein symmetrisches Str{\"o}mungsverhalten beobachtet werden kann. Diese Symmetrie wird jedoch in den nachfolgenden Ebenen, bedingt durch das Tauchrohr, durchbrochen. Der charakteristische Verlauf einer Spiralstr{\"o}mung kann mit Hilfe der durchgef{\"u}hrten Druckmessungen best{\"a}tigt werden. Das gel{\"a}ufige "Drei-Ebenen-Modell" von K{\"u}rten und Rumpf zur Darstellung der Str{\"o}mungsverl{\"a}ufe in der Strahlm{\"u}hle kann an Hand der gewonnenen Erkenntnisse nicht best{\"a}tigt werden. Die vermuteten R{\"u}ckstr{\"o}mungen lassen sich trotz Ausrichtung des Pitot-Rohres in verschiedenen Eintauchtiefen sowie an ver{\"a}nderten Positionen der Mahlkammer nicht beobachten. F{\"u}r die Versuche mit Pulverbeladung der M{\"u}hle ist es notwendig, zun{\"a}chst einen konstanten Feststoffdurchsatz zu bestimmen, bei dem stabile Betriebsbedingungen der Strahlm{\"u}hle gew{\"a}hrleistet sind. Dazu werden Mahlvorg{\"a}nge mit ver{\"a}nderter F{\"o}rderrate des Gutes durchgef{\"u}hrt. Es zeigt sich, dass bei einer F{\"o}rderrate von 3,49 g/min die statischen Druck- und damit Str{\"o}mungsverh{\"a}ltnisse {\"u}ber eine Messdauer von 10 Minuten stabil sind. Mit dieser Einstellung werden anschließend statische Druckverl{\"a}ufe in Abh{\"a}ngigkeit von der Position des Druckaufnehmers aufgezeichnet. Ein Einfluss der Treibstrahlen auf die statischen Druckwerte ist auch hier nicht erkennbar, wie bereits in den Untersuchungen ohne Feststoffbeladung bewiesen. Die Bestimmung der Partikelgr{\"o}ßenverteilung und Auswertung mittels RRSB-Netz dient dabei zur {\"U}berpr{\"u}fung eines erfolgreichen Zerkleinerungsprozesses. Je h{\"o}her der angelegte Mahldruck, desto feink{\"o}rniger und enger verteilt ist das erhaltene Mahlprodukt. Die Aufzeichnung des Gesamtdrucks bei Feststoffbeladung verl{\"a}uft hingegen nicht erfolgreich. Durch die Ausrichtung in Str{\"o}mungsrichtung setzt sich das Pitot-Rohr schnell mit Pulverpartikeln zu, die sich trotz regelm{\"a}ßiger Freiblasst{\"o}ße nicht entfernen lassen. Es treten starke Druckschwankungen und zahlreiche Str{\"o}mungsinstabilit{\"a}ten auf, die eine reproduzierbare Gesamtdruckerfassung selbst {\"u}ber eine kurze Messdauer und damit eine genaue Berechnung der Geschwindigkeit nicht erlauben. Zusammenfassend l{\"a}sst sich festhalten, dass die Messungen mittels Pitot-Rohr eine geeignete Methode zur Ermittlung des Gesamtdrucks in reinen Gasstr{\"o}mungen darstellen. Aus diesen Messergebnissen kann der Str{\"o}mungsverlauf in der Luftstrahlm{\"u}hle wiedergegeben werden, der dem einer Spiralstr{\"o}mung exakt entspricht.},
  subject      = {Spiralstrahlm{\"u}hle},
  language  = {de}
}