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Numerische Simulation von Gleichungen zur Bevölkerungsbilanz und Kalkschachtöfen

Projektbearbeiter:
Dipl.-Math. Robin Gröpler
Finanzierung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ;
Es wird die numerische Simulation eines eindimensionalen mathematischen Modells entwickelt, das den Kalkbrennprozess in verschiedenen Typen von Schachtöfen beschreibt. Das Modell besteht aus einem System von gewöhnlichen Differentialgleichungen, die aus Massen- und Energiebilanzen abgeleitet werden. Es wird ein Partikelmodell für die chemische Reaktion verwendet, das mit den Energiebilanzgleichungen für das Gas und den Feststoff im Ofen verbunden ist, wobei die Größenverteilung der Feststoffpartikel berücksichtigt wird.

Dieses gemischte Anfangswertproblem führt zu einem sehr instabilen Verhalten der bestehenden numerischen Methoden für Randwertprobleme. Es wird ein stabiles numerisches Schema für die Lösung der Gleichungen entwickelt und analysiert. Mit diesem kann der Einfluss verschiedener Parameter auf den Kalkbrennprozess untersucht werden. Die Ergebnisse dieser Studie lassen sich direkt auf die Praxis zur Auslegung, zum Betrieb, zur Regelung und zur Optimierung von Normalschachtöfen übertragen.

Anmerkungen

Schlagworte:
numerical simulation

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