Experimentelle Untersuchung von Gas-Flüssigkeits-Reaktoren mit Blasenauftriebsströmung

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Ziel des Vorhabens ist es, mit Hilfe quantitativer Untersuchungen experimentelle Daten zur Verifizierung von in Entwicklung befindlichen, detaillierten Simulationsmodellen für Gas-Flüssigkeits-Reaktoren bereitzustellen. Im Projektzeitraum wurde die qualitative Validierung der Modelle abgeschlossen. Hierfür wurden Methoden zur Dokumentation der Blasenauftriebsströmung und der Flüssigkeitsbewegung entwickelt. An zahlreiche Konfigurationen der Flachapparatur (siehe Arbeitsbericht, Abb. 3 und 4) konnte eine gute qualitative Übereinstimmung mit den Simulationen festgestellt werden. Erste Messungen der Flüssigkeitsgeschwindigkeit mit einem 2D-Laser-Doppler-Anemometer zeigten auch im quantitativen Vergleich eine gute Übereinstimmung mit den Simulationen. Mit der Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) konnten sowohl der zeitliche Mittelwert der Geschwindigkeit, wie auch deren dynamischer Charakter dokumentiert werden. Zusätzlich zu der mit LDA gemessenen Flüssigkeitsgeschwindigkeit muß eine simultane Bestimmung der Blasengeschwindigkeit und der Blasengrößenverteilung durchgeführt werden. Hierfür sollen Bildverarbeitungsmethoden entwickelt und eingesetzt werden. Für diese Untersuchungen wird eine Hochgeschwindigkeitskamera mit Speichereinheit beantragt. Da in keinem anderen Projekt des Schwerpunktprogramms in der kommenden Antragsperiode eine dynamische (momentane) oder langzeitgemittelte, großräumige Erfassung der Strömung vorgesehen ist, sollen solche Validierungsmessungen an einer Flachapparatur (Arbeitsbericht, Abb. 3) als Schwerpunkt der Untersuchungen mit der beantragten Kamera durchgeführt werden. Zusätzlich zu diesen Messungen sollen Turbulenzgrößen bestimmt und quantitative Untersuchungen der Vermischungsvorgänge in Blasensäulen und Schlaufenreaktoren durchgeführt werden.