Relative velocity of gas bubbles in three-phase flows under conditions relevant to bubble swarms

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Die Auslegung von Stoffaustauschapparaten, bei denen in der kontinuierlichen Phase ein Gas dispergiert und zusätzlich ein Feststoff suspendiert vorliegt, stellt ein noch weitgehend ungelöstes Problem dar. Hierbei wird der Relativgeschwindigkeit der Gasblasen die entscheidende Bedeutung zugewiesen, deren praxisrelevante Bedeutung bisher nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt wurde. Anhand von umfangreichen Vorarbeiten konnte eine Messtechnik und experimentelle Methodik entwickelt werden, die es gestattet unter Anwendung der PIV und 3D-PTV-Technik, die Relativgeschwindigkeit von Gasblasen unter schwarmrelevanten Bedingungen in Dreiphasenströmungen zu ermitteln. Dies soll am System Wasser/Luft/Glaskugeln im beantragten Forschungsvorhaben erfolgen, wobei die Bereitstellung lokaler Kenndaten der Blasenbewegung unter Einfluss suspendierter Feststoffpartikel im Zentrum des Interesses steht. Hiermit verbunden sollen physikalisch begründete Modelle und Berechnungsgleichungen zur Bestimmung der Relativgeschwindigkeit erarbeitet werden. Im Rahmen der engen Kooperation mit anderen Instituten sollen außerdem Validierungskriterien und -daten für die numerische Simulation gewonnen werden, um eine verbesserte Auslegung dreiphasig betriebener Suspensionsreaktoren zu erreichen.