Kontakt

Dr. Dirk Lucas

Lei­ter Computational Fluid Dynamics
d.lucasAthzdr.de
Tel.: +49 351 260 2047

Adiabatische Blasenströmungen

Adiabatic bubbly flow

Das HZDR-Baseline-Modell wurde für viele verschiedene Blasenströmungen mit und ohne Massen- und Wärmeübertragung validiert.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die bisher erfolgten Validierungen.

Ohne Stoff- und Wärmeübertragung

Konfiguration Geometrie Arbeitsmedien
Aufwärtsrohrströmung DN25~200 mm Luft-Wasser
Abwärtsrohrströmung DN50 mm Luft-Wasser
Leicht geneigte Rohrströmung DN50 mm Luft-Wasser
Rohrströmung mit Hindernissen DN200 mm Luft-Wasser
Horizontale Rohrströmung DN50 mm Luft-Wasser
Blasensäule mit homogener Strömung rechteckig
zylindrisch

Luft-Wasser
N2 - NaOH Lösung
Luft/CO2 - Wasser
Blasensäule mit oszillierender Strömung rechteckig Luft-Wasser
Argon - GaInSn
Airlift rechteckig
zylindrisch		 Luft-Wasser
Statischer Mischer DN80 mm Luft-Wasser
Rührkessel DN~200 mm Luft-Wasser

Mit Phasenübergang

Kondensierende Rohrströmung DN~200 mm Steam - water
Verdampfende Rohrströmung DN~200 mm Dampf-Wasser
unterkühlte Wandsiede 5×5 Bündel
DN19.2 mm		 Dampf-Wasser
Kältemittel R12

Mit Stoffübergang

Blasensäule rechteckig CO2 - NaOH Lösung
Blasensäule zylindrisch Luft/CO2 - Wasser

Beispiele

Einige Beispiele sowie Publikationen und Links zur Validierung sind im Folgenden aufgeführt.

Gas volume fraction in a round bubble column
Abbildung 1 Gasgehalt in der runden Blasensäule (Mudde et al., Ind. Eng. Chem. Res. 2009)
Turbulent fluctuations in a rectangular bubble column
Abbildung 2 Turbulente Fluktuation in der rechteckigen Blasensäule (Mohd Akbar et al., MST 2012)
Gas volume fraction and liquid velocity in upward pipe flow
Abbildung 3 Gasgehalt (mitten) und Liquidgeschwindigkeit (rechts) bei Aufwärtsrohrströmung (Liu, ICMF 1998)
Gas volume fraction and liquid velocity in counter-current pipe flow
Abbildung 4 Gasgehalt (links) und Liquidgeschwindigkeit (rechts) bei Gegenströmung im vertikalen Rohr (HZDR)
Liquid velocity and normal Reynolds stress in airlift reactor
Abbildung 5 Liquidgeschwindigkeit (links) und normale Reynoldsspannung (rechts) im Airlift-Reaktor (HZDR)

Links

Ausgewählte Publikationen

  • Rzehak, R.; Krauß, M.; Kováts, P.; Zähringer, K.
    Fluid dynamics in a bubble column: New experiments and simulations.
    International Journal of Multiphase Flow 89, 299-312
  • Liao, J.; Ziegenhein, T.; Rzehak, R.
    Bubbly flow in an airlift column: a CFD study.
    Journal of Chemical Technology & Biotechnology 91, 2904-2915
  • Liao, Y.; Ma, T.; Liu, L.; Ziegenhein, T.; Krepper, E.; Lucas, D.
    Eulerian modeling of turbulent bubbly flow based on a baseline closure concept.
    The 17th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-17), Sept. 3-8, 2017, Xi’an, Shaanxi, China
  • Rzehak, R.; Ziegenhein, T.; Kriebitzsch, S.; Krepper, E.; Lucas, D.
    Unified Modeling of Bubbly Flows in Pipes, Bubble Columns, and airlift columns.
    Chemical Engineering Science 157, 147-158
  • Ziegenhein, T.; Rzehak, R.; Ma, T.; Lucas, D.
    Towards a unified approach for modelling uniform and non-uniform bubbly flows.
    Canadian Journal of Chemical Engineering 95, 170-179
  • Krepper, E.; Lucas, D.; Rzehak, R.
    CFD modelling of downward two phase pipe flow.
    9th International Conference on Multiphase Flow, 22.-27. 05. 2016, Florenz, Italien
  • Kriebitzsch, S.; Rzehak, R.
    Baseline model for bubbly flows: Simulation of monodisperse flow in pipes of different diameters.
    Fluids 1, 29
  • Rzehak, R.; Ziegenhein, T.; Liao, Y.; Kriebitzsch, S.; Krepper, E.; Lucas, D.
    Baseline model for simulation of bubbly flows.
    Chemical Engineering & Technology 38, 1972
  • Rzehak, R.; Krepper, E.
    Bubbly flows with fixed polydispersity: validation of a baseline closure model.
    Nuclear Engineering and Design 287, 108-118
  • Liao, Y.; Rzehak, R.; Lucas, D.; Krepper, E.
    Baseline Closure Model for Dispersed bubbly flow: Bubble Coalescence and Breakup.
    Chemical Engineering Science 122, 336-349