UV Reaktor


Aufgabenstellung der Simulation: Zwei verschiedene Ausführungen eines Reaktors zur UV-Bestrahlung einer Flüssigkeit sind zu vergleichen: Bei der ersten Variante befinden sich Ein- und Auslaßstutzen mittig am zylindrischen Reaktor, bei der anderen sind sie tangential angeordnet. Alle sonstigen Abmessungen und Parameter sind gleich.

Das schnellste Partikel definiert den maximalen Durchsatz des Reaktors. Angestrebt wird also eine Geometrie, die alle Flüssigkeitspartikel während der Durchströmung derselben Verweilzeit im Reaktor aussetzt. Die Geometrie des Reaktors soll zur einfachen Wartung und Reinigung möglichst einfach gestaltet sein. Einbauten zur Strömungslenkung sind nicht erwünscht. SolidWorks Flow Simulation bietet nicht nur die Möglichkeit, den Weg einzelner Partikel zu verfolgen, sondern es kann auch ihre mittlere Verweilzeit im Fluidraum protokollieren. Damit ist die Aufgabenstellung einfach zu bewältigen.

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Die Bilder zeigen, daß der größte Teil des Fluids bei mittigen Stutzen auf dem direkten Weg vom Einlaß zum Auslaß strömt und daß ungefähr die Hälfte des Reaktorquerschnitts praktisch gar nicht durchströmt wird. Die Anordnung mit tangentialen Stutzen nutzt den Reaktorquerschnitt deutlich besser aus.

Die Schnitte durch den Auslaßquerschnitt zeigen allerdings auch, daß die minimalen Verweilzeiten bei mittigen Stutzen bei 0,55 sec und bei tangentialen Stutzen bei 0,61 sec liegen – die Performanceunterschiede sind also nicht so groß, wie man vermuten könnte.