IUTA Filtrationstag in Duisburg / Germany (November 8, 2022)

Neben experimentellen Messungen sind numerische Simulationen eine ideale Ergänzung, um Vorhersagen über die Filterperformance zu berechnen und diese zu optimieren. Ein besonderer Vorteil ist, dass das Filtermaterial nicht erst produziert werden muss. So kann digital ein geeignetes Filtermedium gestaltet und berechnet werden und lediglich die verheißungsvollen Prototypen der experimentellen Testung zur Validierung unterzogen werden. Dies spart signifikant Material- und Produktionskosten. Darüber hinaus ermöglicht die Simulation auch die Visualisierung von Geschwindigkeits- und Druckfeldern sowie die Analyse von Tiefen- sowie Oberflächenfiltration, was zu einem besseren Verständnis über die Schlüsselparameter und die damit verbundenen Effekte auf die Filterperformance beiträgt. Dieses Verständnis sowie die systematische Simulation verschiedenster Geometrien am Rechner reduziert die Time-to-Market erheblich.

GeoDict ermöglicht die Simulation in der Filtration auf verschiedenen Größenskalen. Beginnend auf der Filtermedienskala stellen wir eine Vielzahl an Strukturgeneratoren zur Verfügung, mit denen nahezu jedes Filtermedium digital nachgebildet werden kann. Hierzu können verschiedenen Fasertypen, Durchmesserverteilungen sowie die Orientierung der Fasern eingeben oder aus µCT-Daten analysiert werden. In diesem Fall sprechen wir von einem digitalen Zwilling. Darüber hinaus ist es aber auch möglich Filterfalten zu modellieren. Bis in diesem Jahr war dies nur für flache Filter möglich, jedoch ist es in der neusten Version von GeoDict nun auch möglich runde Filterfalten zu generieren. Mit den Möglichkeiten von CAD-Daten ist es in GeoDict auch möglich ganze Filter inklusive Gehäuse zu importieren und hier Strömung- und Filtration zu berechnen. Durch die pandemische Lage in den letzten Jahren, haben wir unsere Möglichkeiten auch auf den ganzen Raum ausgeweitet. Hier können auch CAD-Räumen importiert und die Strömung im Raum z.B. bei der Anwendung von Raumluftfiltern simuliert werden.

Die Reinigung von Gasgemischen wie z.B. Luft/Öl oder Luft/Wasser ist sehr energieaufwendig. Verbesserungen an den Koaleszenzfiltern z.B. indem ein reduzierter Druckabfall bei gleicher oder höherer Effizienz erreicht wird, können signifikante Energieeinsparungen in Bereich der operativen Kosten bewirken. Im Rahmen des öffentlich geförderten BiGOFil Projektes ist es das Ziel experimentell und simulative ein neues Bikomponenten-Koaleszenzfiltermedium zu entwickeln, welches eine erhöhte Effizienz zeigt. In diesem Zuge war die Math2Market damit beauftragt ein Model für die Simulation der Koaleszenz mit GeoDict zu erstellen und zu implementieren.