Investigation and description of mixing of Newtonian fluid flow in Taylor-Couette reactor

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In einem Taylor-Couette-Reaktor können Fluide im Ringspalt zwischen konzentrischen, drehenden Zylindern vorteilhaft vermischt werden. Es fehlt jedoch an quantifizierbaren Erkenntnissen, die sich zur Vorhersage des Mischverhaltens eignen. Das auf sechs Jahre angelegte Vorhaben hat deshalb zum Ziel, sowohl das Strömungsverhalten und das skalenübergreifende Mischungsverhalten im Taylor-Couette-Reaktor experimentell zu untersuchen, wie auch das Reaktorverhalten mit Hilfe der Methoden der Strömungssimulation unter Verwendung und gegebenenfalls Weiterentwicklung von Beschreibungsansätze zur Vermischung (Engulfment, PDF) modellhaft zu beschreiben. Im Antragszeitraum wird eine vorhandene Versuchsanlage auf die geplanten Untersuchungen angepasst. Es werden unter anderem eine geeignete Strömungsmesstechnik (PIV) und eine schnelle Konzentrationsmesstechnik (LIF) installiert. Messungen zur Vermischung von iso-viskosen newtonschen Flüssigkeiten werden mit und ohne axialer Strömungskomponente durchgeführt. Bekannten Simulationsmethoden (CFD mit PDF-Modellen) werden anhand ihrer Übereinstimmung mit den Messungen beurteilt.