Multiphase flow with phase change in porous media

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Die in dem Antrag formulierte Forschungsaufgabe ergab sich bei der Entwicklung des Verfahrens zur Mechanisch/Thermischen Entwässerung von wasserhaltigen Materialien. Bei diesem Verfahren (1) wird das zu entwässernde Material flächig verteilt und durch einen kondensierenden Dampfstrom bis auf Prozeßtemperatur erwärmt. Bei einer detaillierten Untersuchung des Vorganges stellte es sich heraus, daß im Zusammenhang mit Mehrphasenströmungen durch Schüttungen eine Reihe von grundsätzlichen Fragen offen sind. Ursache ist die Wechselwirkung der Dynamik von Mehrphasenströmungen mit den kinematischen und thermodynamischen Vorgängen an den Phasengrenzflächen. Dabei ist aber die physikalische Modellierung der Kinematik der Grenzflächen und des Wärme- und Stoffaustausches über diese hinweg weitgehend ungelöst. Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens sollen mit numerischen Simulationen und experimentellen Methoden detaillierte Untersuchungen der Besonderheiten von Mehrphasenströmungen in porösen Medien durchgeführt werden. Die auftretenden Wechselwirkungen zwischen den fluiden Phasen, die naturgemäß bei Einphasenströmungen nicht auftreten, machen eine Neuformulierung der Impulsbilanzen erforderlich. Aufgrund der zentralen Bedeutung des Impulstransfers bei der Modellierung von Mehrphasenströmungen ist ein tiefes Verständnis erforderlich, um den gekoppelten Massen- und Energietransport bei Mehrphasenströmungen in porösen Medien zu beschreiben.