Analyse ein- und zweiphasiger Filmströmungen

Der Wärme- und Stoffübergang in Packungskolonnen wird erheblich durch die komplexe Fluiddynamik der flüssigen Phase(n) beeinflusst, für deren tiefergehendes Verständnis zwingend Informationen über das Geschwindigkeitsfeld benötigt werden. Zu diesem Zweck wurde eine neue Micro Particle Image Velocimetry Messmethodik entwickelt. Die neue Methode verwendet einen Kamerablickwinkel normal zur überströmten Oberfläche, so dass mit Hilfe eines Bildbearbeitungsfilters und einer Positionskorrektur infolge der Lichtbrechung die Messungen direkt durch die bewegte Gas-Flüssig-Phasengrenzfläche aufgenommen werden können. Somit besteht die Möglichkeit originale Packungsmaterialien mit ihren typischen Oberflächenstrukturen fluiddynamisch zu untersuchen. Die Untersuchungen einphasiger Filmströmungen auf glatten und strukturierten Oberflächen zeigen einen starken Einfluss der Aufgabeart und vor allem der Mikrostrukturen auf das Geschwindigkeitsfeld und die Filmdickenverteilung. Im Fall der heterogenen Filmströmung konnten erstmals die fluiddynamischen Wechselwirkungen an der Flüssig-Flüssig-Phasengrenzfläche nachgewiesen und der Einfluss auf den Stoffübergang explizit erfasst werden.

Autorentext

Dr.-Ing.: Diplomstudium in Energie- und Verfahrenstechnik mit anschließender Promotion am Institut für Prozess- und Verfahrenstechnik der Technischen Universität Berlin. Mitarbeiter bei LANXESS im Bereich Verfahrensentwicklung und -optimierung.

Klappentext

Der Wärme- und Stoffübergang in Packungskolonnen wird erheblich durch die komplexe Fluiddynamik der flüssigen Phase(n) beeinflusst, für deren tiefergehendes Verständnis zwingend Informationen über das Geschwindigkeitsfeld benötigt werden. Zu diesem Zweck wurde eine neue Micro Particle Image Velocimetry Messmethodik entwickelt. Die neue Methode verwendet einen Kamerablickwinkel normal zur überströmten Oberfläche, so dass mit Hilfe eines Bildbearbeitungsfilters und einer Positionskorrektur infolge der Lichtbrechung die Messungen direkt durch die bewegte Gas-Flüssig-Phasengrenzfläche aufgenommen werden können. Somit besteht die Möglichkeit originale Packungsmaterialien mit ihren typischen Oberflächenstrukturen fluiddynamisch zu untersuchen. Die Untersuchungen einphasiger Filmströmungen auf glatten und strukturierten Oberflächen zeigen einen starken Einfluss der Aufgabeart und vor allem der Mikrostrukturen auf das Geschwindigkeitsfeld und die Filmdickenverteilung. Im Fall der heterogenen Filmströmung konnten erstmals die fluiddynamischen Wechselwirkungen an der Flüssig-Flüssig-Phasengrenzfläche nachgewiesen und der Einfluss auf den Stoffübergang explizit erfasst werden.