Kurzfassung

Der Gegenstand dieser Arbeit ist die Trocknung makroporöser Haufwerke. Insbesondere wird der Zusammenhang der Transportprozesse mit der Struktur der Haufwerke untersucht.

Der Transport von Flüssigkeit, Dampf, elektrischen Ladungsträgern und Enthalpie wird durch die Kontinuitätsgleichungen sowie durch die Bewegungsgleichungen und deren Randbedingungen beschrieben.

Die Transportprozesse werden experimentell an Haufwerken aus Sandpartikeln der Korngröße 0.3mm - 0.4mm untersucht. Dazu werden die Porositätsverteilung und die Feuchteverteilungen mittels elektrolytischer Leitfähigkeitsmethode, die Temperaturverteilungen mittels Thermoelementen, die integrale Trocknungskurve mit einer Waage und die Salzkonzentrationsverteilung nach der Trocknung durch Probennahme ermittelt.

Die Trocknung dieser und anderer Haufwerke wird simuliert. Dazu wird das prozeßbeschreibende Differentialgleichungssystem mit Hilfe eines vollständig expliziten Differenzenverfahrens numerisch gelöst.

Die Auswertung der experimentellen Ergebnisse und der Simulationsrechnungen ergibt:

• Die Struktur der Haufwerke, die mittels räumlicher Porositätsverteilungen variiert wird, wirkt sich signifikant auf die Feuchteverteilungen aus.
• Wird dieser Zusammenhang quantitativ berücksichtigt, können die experimentellen Ergebnisse erfolgreich erklärt werden.
• Auf dieser Grundlage wird die Berechnung von Transportprozessen in realen Stoffsystemen möglich.

Die Spezifik der in kleinen Volumenbereichen, z.B. den geometrischen Randgebieten der Haufwerke, stattfindenden Transportprozesse wird auf der Grundlage charakteristischer Struktureinheiten wie Partikeln und Poren interpretiert.
Für den Wärme- und Stoffübergang an der Oberfläche der Haufwerke wird ein empirischer Ansatz vorgestellt, mit dem Strukturmerkmale berücksichtigt werden.