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Dr. Hendrik Hessenkemper

h.hessenkemperAthzdr.de
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orangener PfeilStudentische Arbeiten und Doktorarbeiten

Experiment: Laterale Liftkraft von Einzelblasen

Die scher-induzierte Liftkraft, die sich stark auf die räumliche Verteilung der Blasen auswirkt, ist eine der wichtigsten Nicht-Widerstandskräfte. Die Messung der Liftkraft von ellipsoidischen Blasen in einem Scherfeld ist jedoch eine sehr schwierige Aufgabe. Kürzlich hat unsere Gruppe einen speziellen Versuchsaufbau entwickelt, der die Erzeugung eines stabilen linearen Scherfeldes in Luft-Wasser-Systemen ermöglicht. Zusammen mit einem Mittelungsverfahren, das geeignet ist, unregelmäßige Bewegungen von Blasen mit hoher Reynoldszahl zu berücksichtigen, konnten wir den Liftkoeffizienten von ellipsoiden Blasen experimentell bestimmen. Darüber hinaus konnten wir zeigen, wie Tenside und selbst winzige Mengen von Verunreinigungen im Leitungswasser die Stärke der Liftkraft verändern können.

Links: Versuchsaufbau zur Erzeugung einer linearen Scherströmung.Rechts: Mittlungsverfahren zur Bestimmung des mittleren Blasenaufstiegswegs.

 

Liftkoeffizient für verschiedene modifizierte Eötvös-Zahlen von ellipsoiden Blasen in Wasser.

 

Laufende Arbeiten: Liftkraft in Wandnähe

Hinsichtlich des hydrodynamischen Aufstiegsverhalten von Gasblasen ist bekannt, dass es in Wandnähe zu zusätzlich wirkenden Kräften bzw. einer Modifikation von wirkenden Kräften wie der Widerstandskraft oder auch der Liftkraft kommen kann. Bisherige Untersuchungen fokussierten sich auf sphärische Blasen oder auf hoch-viskose Systeme. In unseren aktuell laufenden Arbeiten wollen wir derartige Phänomene wie schon bei den vorangegangenen Experimenten zur Liftkraft für ellipsoide/deformierbare Blasen in niedrig viskosen Systemen untersuchen. Insbesondere sollen hierbei Modifikationen der scher-induzierten Liftkraft durch Wandeffekte untersucht werden.

Laufende Arbeiten: Liftkraft in Blasenschwärmen

Ein besonderer Fokus unserer Arbeiten liegt in der Untersuchung von Schwarmeffekten, welche durch die Interaktion von Blasen und deren umgebendes Strömungsfeld mit anderen Blasen in der Nähe hervorgerufen werden. Durch die Umsetzung und Anwendung von KI-basierten Auswertemethoden können experimentelle Aufnahmen mit einer erhöhten Anzahl an Blasen automatisch ausgewertet werden. Diese Methoden werden wir nutzen, um die zuvor genannten Phänomene mit Blasenschwärmen zu untersuchen, da Blasenschwärme im Gegensatz zu Einzelblasen in den meisten praktischen Fällen aufzufinden sind.

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