Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik (MVT)

Mehrphasenströmungen

Prof. Dr.-Ing. Sergiy Antonyuk

Viele verfahrenstechnische Prozesse in der Industrie werden durch zwei- oder dreiphasige Strömungen realisiert. Sie bestehen aus einer kontinuierlichen Phase (Umgebungsmedium) und einer dispersen Phase (Feststoffpartikel, Tropfen und Gasblasen). Dabei spielen die Wechselwirkungen zwischen den Phasen eine entscheidende Rolle für die Wärme- und Stoffübergänge, Trennung oder Mischung der Phasen, Wachstums- oder Bruchprozesse und entscheiden damit maßgeblich den Prozesserfolg.

In diesem Kurs werden die physikalischen Grundlagen der Mehrphasenströmungen in Gas/Flüssigkeit vermittelt sowie die technischen Verfahren und einige Apparate mit mehrphasigen Prozessen vorgestellt und ausgelegt. Ein wichtiger Schwerpunkt dieses Kurses wird auf die Berechnungsmethoden, Modellierung und Simulationen mit modernen numerischen Werkzeugen gelegt. Entsprechende Übungen werden auf dem Hochleistungsrechner des RHRK durchgeführt.

 

Vorlesungsinhalte: 

  • Rheologie technischer Fluide
  • Kraftwirkungen auf Partikel in einem Fluid
  • Einzelpartikelbewegung in Fluiden
  • Bewegung von Partikelschwärmen
  • Grundlagen der Wirbelschichttechnik
  • Industrielle Anwendungen der Wirbelschichtprozesse, z.B. Partikelformulierungsprozesse in Wirbelschichten
  • Hydraulischer und pneumatischer Feststofftransport
  • Gas-/Flüssig-Strömung: Blasen und Tropfen
  • Partikelformulierung durch Sprühtrocknung
  • Moderne Prozesssimulationsmethoden (CFD/DEM)

 

Literatur: 

  • Brauer, H.: Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Aarau: Sauerländer, 1971.
  • Kraume, M.: Transportvorgänge in der Verfahrenstechnik - Grundlagen und apparative Umsetzungen Aufl. Berlin: Springer, 2012. (Online Verfügbar)
  • Schlichting, Hermann; GERSTEN, Klaus: Grenzschicht-Theorie, Springer, 2006.
  • Surek, Dominik; Stempin, Silke: Angewandte Strömungsmechanik für Praxis und Studium, B.G. Teubner Verlag, 2007
  • VDI e.V. (Hrsg.), VDI-Wärmeatlas, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013, Chapter L3: Zweiphasige Gas-Festkörper-Strömungen, doi.org/10.1007/978-3-642-19981-3_88<
  • Herwig, Heinz: Strömungsmechanik. Eine Einführung in die Physik und mathematische Modellierung von Strömungen. Vieweg+Teubner Verlag, 2008.
  • Stieß, M.: Mechanische Verfahrenstechnik – Partikeltechnologie, Band 1, 3. Aufl. Berlin: Springer, 2009.
  • Stieß, M.: Mechanische Verfahrenstechnik, Band 2, Berlin: Springer, 1994.
  • Schubert, Heinrich (ed.): Handbuch der Mechanischen Verfahrenstechnik, Band 1 + 2, Wiley-VCH, Weinheim, 2002.
  • Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

 

Ansprechpartner / Übungsleiter:

M. Sc. André Lier


Termine:

Do.15:30 - 17:00Raum:44-465
Fr.13:45 - 15:15Raum:44-465 

Die Übung findet freitags alle 14 Tage statt.


Weitere Informationen:  


Vorlesungsunterlagen: