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Simulation der Trocknung gestrichener Papiere

Kanzamar, Miklos :
Simulation der Trocknung gestrichener Papiere.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2004)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Simulation der Trocknung gestrichener Papiere
Language: German
Abstract:

In der vorliegenden Arbeit wird ein neu entwickeltes Modellsystem für die Simulation der Trocknung von gestrichenem Papier vorgestellt. Wegen der Komplexität der Strömung in den Lufttrocknern werden dort empirische Korrelationen eingesetzt. Diese berücksichtigen die Temperatur der Trocknungsluft und die Bahngeschwindigkeit als Prozessparameter. Im Rahmen der Beschreibung von Stofftransport wurde ein neuer Ansatz für die der Penetration entwickelt. Der Strich wird dabei als dünne Schicht modelliert. Die Flüssigkeit, die aus dem Strich durch Penetration in das Rohpapier gelangt, verteilt sich ungleichmäßig über den Papierquerschnitt. Die Entwässerung erfolgt in die strichseitige Oberflächenschicht des Rohpapiers hinein. Die darunter liegende Papierschicht wird dagegen durch den Flüssigkeitsstrom nicht beeinflusst und verbleibt trocken. So ergeben sich drei Zonen mit unterschiedlichen Feuchtigkeitsniveaus, die bei der Modellbildung berücksichtigt werden müssen: Strich, feuchte Papierzone und trockene Papierzone. Versuche zeigten, dass der Strich mit zunehmender Austrocknung eine immer kleiner werdende Verdunstungsrate aufweist. Aus diesem Grund wurde ein Modell entwickelt, das die Schließung der Strichoberfläche erfasst. Ebenfalls wird bei der Berechnung der Verdunstung im neuen Modell die Dickenzunahme der luftseitigen Grenzschicht bei hohen Massenströmen berücksichtigt. Zur Validierung des Modellsystems wurden die Simulationsergebnissen mit Messwerten verglichen. Die entsprechenden Messungen wurden an Streichmaschinen im Pilot- und Produktionsmaßstab durchgeführt. Die Ergebnisse der Validierung zeigen, dass anhand des neu entwickelten Modellsystems eine zuverlässige Berechnung der Trocknung gestrichener Papiere in industriellen Anlagen durchgeführt werden kann.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
This work presents a new technique to simulate the drying process of coated paper. The model of heat transfer includes a new formulation of the convective mechanism that accounts for the web speed and air temperature. Regarding the mass transfer, a new model for liquid penetration was developed, which accounts for the limited liquid resource in the coating. Due to the liquid penetration, a base paper zone with increased moisture content appears at the coating-paper interface. The base paper underneath is not influenced by the liquid transport and remains dry. As a consequence, the model of the coated web must contain at least three moisture zones: the coating zone, the moist paper zone and the dry paper zone. Experiments show, that the evaporation rate from the coating decreases with advancing dehydration. A new evaporation model was formulated to take into account the closing of the coating surface and the increasing of the air boundary layer thickness at the coated web with growing drying rates. The comparison of simulation results with experimental data for pilot and full scale coating machines shows that the model system allows for reliable calculation.English
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Technische Chemie
Divisions: Fachbereich Maschinenbau
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:21
Last Modified: 07 Dec 2012 11:50
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000477
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-4775
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Schabel, Prof. Dr.- Samuel
Advisors: Hampe, Prof. Dr.- Manfred J.
Refereed: 7 July 2004
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/477
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