6 Modellierung der Kugelmühle

6.1 Das Programm PMP-Compact - 64

6 Modellierung der Kugelmühle

6.1 Das Programm PMP-Compact

Die Software PMP-Compact -Particulate Materials Processing - der Firma GRAINSOFT ist für die mechanische Verfahrenstechnik konzipiert und wird in verschiedenen Industrie-, Bildungs- und Forschungsbereichen eingesetzt. Mit diesem Werkzeug werden Prozesse, Apparate und Anlage beschrieben, bewertet und optimiert. Weiterhin können Informationen über körnige Stoffsysteme, Zerkleinerungs- und Klassierprozesse sowie Mahlkreisläufe und Klassierschaltungen qualifiziert aufbereitet werden.

In der Industrie findet das Programm u.a. Verwendung in der Optimierung des Mühlendurchsatzes, der Energieeinsparung und Qualitätssicherung sowie in der Anlagenanalyse und Bereitstellung von Stoff-, Maschinen- und Betriebsdaten. Im Bereich der Forschung wird die Software vor allem eingesetzt, um neben einem umfassenden Datenmanagement verschiedenste Versuchsdaten erfassen, bewerten und systematisieren zu können. Für Optimierungszwecke werden Prozessmodelle aufgestellt und modifiziert, welche auf spezielle Maschinen angewendet werden, um das Verhalten von Anlagen und Prozessen zu studieren.

Grundlage des Programms bildet eine DIN-gerechte Verwaltung und Darstellung von Partikelgrößenverteilungen in Verbindung mit granulometrischen Kenngrößen. Die Schwerpunkte des Programms liegen in der Analyse und Simulation der Prozessklassen Klassieren und Zerkleinern.

Das Programmsystem PMP-Compact ist modular aufgebaut, d.h. zu dem vorhandenen Basispaket für die Bewertung von Partikelgrößenverteilungen PMP PARSIZE können verschiedene Bausteine bzw. Module nach Bedarf hinzugefügt werden. Unter PMP-Compact werden alle Softwarebausteine zur Aufbereitung von Informationen körniger Stoffsysteme und Prozesse der mechanischen Verfahrenstechnik zusammengefasst.

Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Simulation und Bewertung von Zerkleinerungsprozessen mit Hilfe von Modellen, welche aus den Produkten der zuvor durchgeführten Mahlungen erstellt wurden. Die Bearbeitung dieses Aufgabenbereichs wird im verwendeten Programm durch das Paket PMP MILL unterstützt.

6.1 Das Programm PMP-Compact

6.1.3 Erzeugen der Ausgangsdaten zur Modellierung der Mühle - 65

6.1.1 Kenngrößenverwaltung

Wie bereits erläutert, basiert das Programm PMP-Compact auf den Beziehungen zwischen Partikelgrößenverteilungen und den für die Modellierung relevanten granulometrischen Kenngrößen. Im Bezug auf die Zerkleinerungsproblematik sind besonders die Zusammenhänge zwischen den Korngrößenverteilungen der Körnungsobjekte des Aufgabeguts und der Produkte von Interesse. Die Zerkleinerungsprodukte sind bei den Chargen- und Durchlaufmahlungen von unterschiedlichen Kenngrößen abhängig.

6.1.1.1 Definieren von neuen Kenngrößen

Für das gesamte Programm steht nur ein Kenngrößen-Pool zur Verfügung, so dass jede Kenngröße des Pools sowohl eine Partikelgrößenverteilung, als auch ein Objekt zur Beschreibung eines Zerkleinerungs- bzw. Klassierungsprozesses ergänzen kann. Der Kenngrößenpool ist in der Datei GS_kg.txt enthalten und kann dadurch in verschiedenen Versionen gesichert werden.

Für die Modellierung der Chargen- und Durchlaufmahlung war es erforderlich, neue Kenngrößen zu definieren, da die bereits vorhandenen die verlangten Parameter nicht enthielten. Zum Einrichten der Kenngrößen wurde das Programm PMP-Compact auf den Administratormodus umgestellt. Die Autorisation ist nur in der verwendeten Programmversion mit Einzelplatzlizenz verfügbar, welche an ein Dongle gebunden ist. Im Anschluss an die Administrierung wird der Kenngrößenpool durch - Administrieren des Kenngrößenpools - freigegeben. Je nach Umfang der, in das Programm eingebundenen, Bausteine sind einige Kenngrößen vordefiniert (siehe Abb. 34). Innerhalb dieses Dialogs wurden die neuen, für die Modellierung der Chargen-und Durchlaufmahlung relevanten, Kenngrößen hinzugefügt sowie definiert und standen dadurch der zukünftigen Arbeit zur Verfügung.

Abbildung 34: Dialog Zugeordnete Kenngrößen neu

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6.1.3 Erzeugen der Ausgangsdaten zur Modellierung der Mühle - 66

Die den Objekten zugeordneten Kenngrößen wurden mit einer Anfangsbelegung versehen, welche beim Anlegen der Objekte oder später über die Eingabetabelle mit konkreten Werten belegt wurden. Die Eingabe des Minimums und des Maximums begrenzt den Gültigkeitsbereich für die Werte, welche die neue Kenngröße einnehmen kann. Da bei späteren Änderungen der Anfangsbelegung sowie des Minimums als auch des Maximums die Datenkonsistenz nicht mehr gegeben ist, muss der Gültigkeitsbereich sorgfältig gewählt werden. Werte, die außerhalb des Gültigkeitsbereiches liegen, werden sonst bei der Zuordnung an Objekten abgewiesen. Über die Einstellung der -Größe - bzw. über eine individuelle Eingabe wurden die Dimensionen der neuen Kenngrößen vorgegeben, z.B. bei der Chargenmahlung [min].

Für die Modellierung der Chargenmahlungen war es notwendig, die Mahldauer als Kenngröße verfügbar zu machen. Hierzu wurde die neue Kenngröße - Mahldauer Chargenbetrieb - erzeugt, welche die Dimension Zeit in Minuten beinhaltet (siehe Abb. 34). Das gewählte Maximum von 300 Minuten befindet sich über der längsten durchgeführten Mahldauer von vier Stunden. Bei der Durchlaufmahlung wird der Durchsatz, neben der Korngrößenverteilung der Aufgabe und dessen Transportverhalten im Mahlraum, im Wesentlichen von der Spaltweite beeinflusst. Aus diesem Grund wurde die neue Kenngröße - Austragsspaltweite -erzeugt. Die maximale Spaltweite der untersuchten Kugelmühle beträgt 3,0 cm. Aufgrund dessen wurde der Gültigkeitsbereich für die Austragsspaltweite von 0,0 - 3,0 cm festgelegt. Da für die Chargen- und Durchlaufmahlungen mit Cylpebsen bzw. Kugeln getrennte Zerkleinerungsmodelle beabsichtigt sind, wurde für die Mahlkörperart keine zusätzliche Kenngröße erzeugt.