Experimental and theoretical investigations in T-shaped micro mixers for the determination of transport processes at liquid/liquid micro mixing (cooperation project "mixing in micro reactors")

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Für die Beschreibung der Mischung ist die detaillierte Kenntnis der Austauschvorgänge in der Mikromischung ein wesentliches Element, das momentan durch das Einschlingungsmodell ("engulfment model") am besten beschrieben wird. Die bisher vorliegenden Untersuchungen an Rührkesseln oder Strömungsmischern beschreiben dagegen nahezu ausschließlich integrale Messgrößen oder die rein laminare Mischung. Insbesondere dem Übergang zur Mikroturbulenz wurde bisher nicht die notwendige Aufmerksamkeit gewidmet. Der vorliegende Antrag beinhaltet die Simulation und den Entwurf geeigneter T-förmiger Mikromischer zur experimentellen Erfassung lokaler Stoffaustauschvorgänge bei der Mikromischung, insbesondere gezielte Untersuchungen zur Einschlingung. In der Mischkammer mit charakteristischen Dimensionen von 50 bis 1000 µm werden die lokale Wandtemperatur und der Farbumschlag bei der Neutralisation oder chemischer Reaktion gemessen. In Kooperation mit Prof. Räbiger, Universität Bremen, wird die Geschwindigkeitsverteilung mit Hilfe der PIV lokal hoch aufgelöst ermittelt. In der Zusammenarbeit mit Prof. Warnecke, Universität-GH Paderborn bilden die so gewonnenen experimentellen Daten die Grundlage zur analytischen und numerischen Modellierung der lokalen, instationären Stofftransportprozesse bei der Mikromischung.