Simulation einfacher Schneckenextruder

Abb. 1: CAD-Modell erstellt in NOGRIDs COMPASS

Abb. 2: Aufsetzen der Extrudersimulation innerhalb der GUI

Abb. 3: Extruder während des Füllvorganges

Abb.4: Animation des Füllens des Extruders

Die Simulation eines einfachen Schneckenextruders mit der CFD-Software NOGRID points kann helfen, die Strömung darin zu verstehen.

In diesem Beispiel zeigen wir ein Rohr mit konstantem Radius mit einem Einströmbereich an der Oberseite des Rohrs. Am Einlass wird ein Newtonsches Fluid mit einer Viskosität von 1 Pas eingespritzt und beginnt den Extruder mit der Zeit zu füllen.

In diesem Beispiel lösen wir die kompletten Navier-Stokes-Gleichungen, inklusive Temperaturtransport. Schneckenextruder, wie sie im Gesundheitswesen und in der Lebensmittelindustrie verwendet werden, bilden eine äußerst wichtige Klasse von Pumpen zur Handhabung von nicht-newtonschen Materialien. Je nach Anwendung besteht eine Funktion der Schneckenpumpe darin, Flüssigkeit zu transportieren und die Scherung der Flüssigkeit im Kanal zwischen Schnecke und Zylinderwand zu minimieren.

In dieser Fallstudie ist der Extruder zunächst leer und wird im Laufe der Zeit mit dem Fluid gefüllt. Dieses Beispiel zeigt also auch die Fähigkeiten der NOGRID-Software, freie Oberflächen zu berechnen, da man auch teilgefüllte Extruder berechnen kann. Die Viskosität der Flüssigkeit ist in diesem einfachen Beispiel konstant, aber viele nicht-newtonsche Materialien sind in der NOGRID-Software implementiert:

  • Bird-Carreau-Yasuda mit und ohne WLF shift:
    Das Bird-Carreau_Yasuda-Modell ist ein allgemeines Modell zur Erfassung dehnratenabhängiger Viskositäten in der Polymerrheologie. Bei kleinen Dehnungsraten verhält es sich wie eine Newtonsche Flüssigkeit mit (nahezu) konstanter Viskosität. Für sehr große Dehnungsraten ähnelt es dem Potenzgesetz. Das Williams-Landau-Ferry-Modell fügt einen temperaturabhängigen Verschiebungsfaktor hinzu.
  • Carreau mit und ohne WLF Shift
  • Cross mit und ohne WLF Shift
  • Menges-Wortberg-Michaeli
  • Power law
  • Bingham-Herschel-Bulkley-Papanastasious

 

Die Förderschnecke wird zur Verringerung der Reibung und zur Kühlung verwendet. Die Effektivität der Kühlung hängt von der Größe der Schnecke ab und davon, wie schnell das Fluid transportiert wird. NOGRID vereint die Fähigkeiten, solche freien Oberflächenströmungen und bewegte Teile im Definitionsbereich zu handhaben und erlaubt die Simulation jeglicher denkbaren Schneckengeometrien und Betriebsarten, wie z. B.

  • Injektion in den Extruder durch einen oder mehrere Einlaufbereiche
  • Bewegung und Rotation der Förderschnecke
  • Berechnung teilgefüllter Extruder einschließlich des Temperaturtransports
  • Frei definierbare Materialeigenschaften durch Gleichungen oder Kurven
  • Jede beliebige Schneckengeometrie auch mit mit kleinen Lücken oder Aussparungen
  • Antrieb Schnecke kraft- oder weggesteuert

Stärken der Nogrid Software

Unsere Stärke ist das schnelle Preprocessing, da unsere Software auf einer gitterfreien Methode basiert - es muss kein Netz für das Fluidvolumen in 3D oder für die Fluidfläche in 2D generiert werden. Dies führt zu einer besonders kurzen Modellierungszeit (auch für komplizierte Modelle), so dass Sie im Vergleich zu gitterbasierten CFD-Softwareprodukten viel Zeit sparen können. Die gitterfreie Methode ist stark bei der Berechnung von bewegten Teilen oder bei der Berechnung von komplexen freien Oberflächen.
Wie Sie im Bild unten sehen können, benötigt man für die Ränder der Geometrie nach wie vor ein Netz, damit die inneren finiten Punkte den Rand detektieren können. Die Ränder müssen also vernetzt werden und die finiten Punkte im Inneren werden während der Simulation automatisch generiert.
Easy Modelling

Einfache und schnelle Modellierung: Geometrie erzeugen und Ränder vernetzen, Fall aufsetzen und Simulation starten

Was kann die NOGRID Strömungssimulationssoftware für Sie tun?

 

Verlässliche industrielle Prozesse sprechen für sich und sind verantwortlich für den Erfolg eines Unternehmens. Für viele Prozesse spielt das Strömungsverhalten des Fluids eine wichtige Rolle für den Erfolg. Da industrielle Designs oft sehr komplex sind, gibt es verschiedene Faktoren, die in Fluidströmungs-Anwendungen wichtig sein können. Durch eine CFD-Simulation mit einer professionellen Software können Sie Ihre Prozessleistung simulieren und relevante Parameter berücksichtigen: Die Anwendung von NOGRIDs numerischer Strömungssimulationssoftware ermöglicht es Ihnen, die Fluidströmung, den Wärme- und Massenübergang sowie eventuell stattfindende chemische Reaktionen vorherzusagen, zu analysieren und zu kontrollieren und gibt Ihnen die Möglichkeit, Ihre Prozessleistung zu optimieren. Dadurch erhalten Sie eine Basis für bessere Design-Entscheidungen.
Die Strömungssimulationssoftware von NOGRID ist ein gitterfreies Tool mit erstaunlicher Flexibilität, Genauigkeit, Zuverlässigkeit und Robustheit. Die Software liefert qualitativ hochwertige Ergebnisse für ein weites Feld von Fluidströmungs-Anwendungen.

 

Warum sollten Sie sich für NOGRID Strömungssimulationssoftware entscheiden?

 

Zusätzlich zum Testen und Experimentieren hilft die NOGRID Strömungssimulationssoftware die Bewertung Ihres Designs zu verbessern und den Erfolg Ihres industriellen Prozesses zu steigern. Zu lernen, wie sich die Fluidströmung verhalten wird und wie sicher industrielle Prozesse oder Prozessschritte funktionieren lässt Ihr Wissen von Simulation zu Simulation wachsen. Sie bekommen ein besseres Verständnis für Ihre Prozesse, was wiederum zu enormen Einsparungen von Herstellungskosten und - zeit und gleichzeitig zu einem Endprodukt von hoher Qualität führt. Durch Simulation erhalten Sie bessere Konstruktions- und Betriebsparameter, steigende Planungssicherheit und Sie sparen Zeit und Geld dadurch, dass Sie Ihr Produkt schneller auf den Markt bringen können.

 

Training

 

In unserem zwei-Tage Trainingskurs werden Sie lernen, wie man die NOGRID CFD/CAE Software effizient einsetzt. Unser technischer Support hat Erfahrungen in vielen Disziplinen und kann Ihnen zeigen, wie man schwierige Fälle bewertet, behandelt und löst.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Trainingskurse →

 

Technischer Support

 

Wir bieten den kompletten technischen Software Support an. Von der ersten Minute an, ab der Sie die Software nutzen, können Sie uns über Telefon oder E-Mail erreichen. Schreiben Sie uns, wir sind Ihnen gerne behilflich.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Software Support

 

Service

 

Oft sind Zeit und Ressourcen knapp bemessen, so dass die Vergabe von Simulationsaufgaben eine attraktive Möglichkeit sein kann, um schnell und kostengünstig anstehende Aufgaben zu bearbeiten. Basierend auf unserem Know-how können wir eine Fülle von Serviceleistungen auf dem Gebiet der Simulation von Strömungen anbieten.
Wir modellieren und entwickeln für Sie. Sie brauchen hierfür keine NOGRID-Software Lizenz zu kaufen. Wir bieten Ihnen einen individuellen Berechnungsservice für Ihre Verfahren und Prozesse an, der genau auf Ihre Wünsche zugeschnitten ist.

Für mehr Details bitte hier weiterlesen: Simulation Services →

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