Evolution der Zweiphasenströmung in einer senkrechten Rohrleitung - Gasgehaltsprofile und Blasengrößenverteilung entlang des Strömungsweges

Es wird ein Gittersensor vorgestellt, der die Gasgehaltsverteilung in einer Flüssigkeits-Gas-Strömung mit einer zeitlichen Auflösung von 1200 Messungen pro Sekunde bei einer räumlichen Auflösung von 3 mm erfaßt. Es können einzelne Gasblasen in mehreren aufeinanderfolgenden momentanen Gas-gehalts-ver-teilungen abgebildet werden. Dadurch ist es möglich, Blasengrößenverteilungen zu ermitteln. Der Sensor wurde in einer senkrechten Rohrleitung eingesetzt, in der die Zweiphasenströmung durch Einspeisung von Luft in eine Wasserströmung erzeugt wurde. Der Abstand zwischen Einspeisung und Sensor wurde von ca. 0.5 bis 70 L/D variiert, so daß die Herausbildung der Gasgehaltsverteilung entlang des Strömungs-weges studiert werden konnte. Der vorgestellte Gittersensor erlaubt Dank der erreichten Meßgeschwindigkeit erstmals die quantitative Charakterisierung großer Ensembles von Einzelblasen. Gegenüber den üblicherweise für Blasen-größenmessungen verwendeten lokalen Sonden können die Experimente mit hoher Effektivität durchgeführt werden, da der gesamte Strömungsquerschnitt überwacht wird. Repräsentative Blasengrößenverteilungen lassen sich bereits bei Meßzeiten in der Größenordnung von 10 s ermitteln. Neben den genannten Auswerteverfahren kann auch eine Visualisierung der Strömung in Form einer digitalen Zeitlupendarstellung vorgenommen werden. Der Gittersensor dürfte für vielfältige Anwendungen aus dem Bereich der Verfahrenstechnik interessant sein, die gewonnenen Daten eignen sich zur Modellentwicklung, speziell zur Überprüfung von Koaleszenzmodellen.