Modellierung von zwei- und dreiphasigen Strömungen in Blasensäulenreaktoren (Band 24)

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Die numerische Strömungssimulation wird in der Verfahrenstechnik bei der Auslegung
von Reaktoren und bei der Prozessoptimierung eingesetzt. In dieser Arbeit
wird die numerische Strömungssimulation auf Grundlage der kommerziellen Software
CFX-5.6 und sinnvollen Modellerweiterungen zur Berechnung von zweiund
dreiphasigen Strömungen in Blasensäulenreaktoren im technischen Maßstab
verwendet. Das zu berechnende Strömungsgebiet ist eine zylindrische Blasensäule
mit einem Durchmesser von 0.6 m und einer Höhe von 5.0 m. Das CFD-Modell
ist in der Lage sowohl den homogenen als auch den heterogenen Strömungszustand
zu beschreiben. Gasleerrohrgeschwindigkeiten von bis zu 0.08 m s-1 führen
zu lokalen Gasgehalten von über 30%. Bei den dreiphasigen Strömungsberechnungen
werden bis zu 10% integraler Feststoffgehalt untersucht.
Im Rahmen dieser Arbeit werden insbesondere die lokalen Gas- und Feststoffgehalte
als relevante Einflussgrößen auf Turbulenz und Impulsaustausch berücksichtigt
und bewertet. Darunter sind Schwarmeffekte, durch Blasen oder Partikel induzierte
Turbulenz und die Abhängigkeit des direkten Impulsaustauschs zwischen
Gasblasen und Feststoffpartikeln vom lokalen Gasgehalt zu verstehen. Zudem
werden die Ergebnisse der Strömungssimulationen mit örtlich aufgelösten experimentellen
Daten verglichen.