Aufbau eines Feldsensors zur Charakterisierung sowie Entwicklung eines CFD-Modells zur Simulation der Bodenüberströmung

Am Institut für Fluiddynamik des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf wird in einem ersten Schritt ein Feldsensor aufgebaut, der in der Versuchskolonne der TU München zur Charakterisierung der Bodenüberströmung eingesetzt werden soll. Mit Hilfe des Sensors ist es einerseits möglich, ein dreidimensionales Feld der zeitlich gemittelten Phasenverteilung auf dem Querstromboden zu bestimmen. Andererseits kann durch die Verwendung einer Tracerlösung das mittlere Geschwindigkeitsfeld der Flüssigkeitsphase bestimmt werden.

© Vineet Vishwakarma , HZDR

In einem zweiten Arbeitsschwerpunkt wird ein grobskaliger CFD-Ansatz entwickelt, mit welchem die Einflüsse von Ventilart, -anzahl und -anordnung auf die makroskopische Strömungsausbildung auf Querstromböden untersucht werden können. Die Abbildung der Ventile soll hierbei mittels punktartiger Massen- und Impulsquellen realisiert werden. Zur Validierung des Modells werden zunächst Simulationen für einzelne Ventile und Ventilgruppen durchgeführt und diese mit experimentellen Daten verglichen. Dazu wird ein Versuchsstand aufgebaut, an dem die Zweiphasenströmung an Einzelventilen oder Ventilgruppen unter definierten Betriebsbedingungen untersucht werden kann. Hierbei ist unter anderem der Einsatz eigens entwickelter Messverfahren geplant, um detaillierte Informationen über die Strömungsfelder und -regime zu erhalten. Um die Eignung des Simulationsmodells für den industriellen Anlagenmaßstab zu demonstrieren, sind abschließend Vergleiche mit Experimentaldaten der Versuchsanlage der TU München geplant.

Weitere Informationen sind auf der Internetpräsenz der Forschungsstelle zu finden: