Fluiddynamik und Stofftransport bei Flüssigkeitsfilmen an einem senkrechten Draht

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Das Forschungsvorhaben zielt auf die grundlegende Analyse der Fluiddynamik und des Stofftransports von Filmströmungen an einem einzelnen senkrechten Draht vor dem Hintergrund eines potenziellen Einsatzes entsprechender Drahtbündel als Packungen in Trennkolonnen. Um die Vorgänge im Detail analysieren zu können, werden die Untersuchungen an einem einzelnen senkrechten dünnen Draht durchgeführt. Dabei wird die dynamische Struktur des Flüssigkeitsfilms (lokale Basisfilmdicke, Größe und Geschwindigkeit auftretender Perlen) mittels Hochgeschwindigkeitskamera unter Verwendung einer automatisierten Bilddatenauswertung vermessen und analysiert. Weiterhin werden der Flüssigkeits-Hold-up, der höhenbezogene Druckverlust und die Belastungsgrenzen sowie der gasseitige Stoffübergangskoeffizient bestimmt. In den Experimenten werden als Einflussgrößen neben den Betriebsparametern Flüssigkeits- und Gasdurchsatz auch die relevanten Stoffeigenschaften der flüssigen Phase variiert. Die erhaltenen Ergebnisse führen zu einer Quantifizierung der Transportvorgänge und liefern wichtige Informationen für das Design einer Drahtbündelpackung. Wegen der Ähnlichkeit der Problemstellung werden bestehende theoretische Modelle zur Beschreibung der Filmströmung an Platten und Rohren bzw. der Belastungsgrenzen von Packungen auf die Bedingungen der Filmströmung am Draht angewendet und gegebenenfalls angepasst.