Analyse des wirbelbedingten Beitrags zur strömungsinduzierten Lateral-Kraft (sog. Lift-Force) und Bewegung von leichten Partikeln in drallbehafteten Flüssigkeitsströmungen

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Bis heute sind verschiedene theoretische oder empirische Modelle für die strömungsinduzierte Lateral-Kraft (im folgenden Lift-Kraft) auf Partikel in Mehrphasenströmungen in der Literatur dokumentiert. Die zugrundeliegenden Mechanismen wirken sich insbesondere bei geringeren Dichten der Partikel gegenüber der flüssigen Phase deutlich auf das laterale Bewegungsverhalten aus. Gasblasen in Flüssigkeiten stellen einen Extremfall dieser Dichteunterschiede dar. Diesen Stoffsystemen ist gemeinsam, dass noch eine große Unsicherheit bezüglich der Bedeutung dieser Kraft für die Migration und daraus resultierende Auswirkungen auf die Verteilung und Interaktion der dispersen Phase besteht. In numerischen Simulationen führt die Verwendung der unterschiedlichen Modelle zum Teil zu diametralen Ergebnissen. Neueste direkt-numerische Simulationen der Strömung um ein ortsfestes Einzelpartikel in einfachen Grundströmungen (lineares Scherfeld, Stab-Wirbel) deuten für Reynolds-Zahlen der Partikel-Umströmung von 10