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Bestimmung der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche in Anstaupackungen mittels ultraschneller Röntgentomographie
Sohr, J.; Bieberle, M.; Schubert, M.; Flechsig, S.; Kenig, E. Y.; Hampel, U.;
Durch die alternierend angeordneten Packungslagen mit unterschiedlichen geometrischen Oberflächen bilden sich in Anstaupackungen abhängig von den Betriebsbedingungen Filmströmung und Sprudelschicht gleichzeitig aus. Der intensive Kontakt zwischen der Gas- und Flüssigkeitsphase in den sprudelnden Bereichen der Anstaupackung führt zu einer Trenneffizienzsteigerung von bis zu 30 % im Vergleich zu konventionell gepackten Kolonnen [1]. Zur Abschätzung der Beiträge der jeweiligen Bereiche mit unterschiedlichen Strömungsregimen zur Gesamttrennleistung ist die Kenntnis der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche erforderlich. Die Grenzfläche kann mittels ultraschneller Röntgentomographie bestimmt werden, welche die dynamischen Strömungsstrukturen mit einer Bildrate von 1000 Bildern pro Sekunde erfasst. Mithilfe eines modifizierten Level-set-Algorithmus wird die Phasengrenze zwischen Gas einerseits und Flüssigkeit sowie Metallpackung andererseits in den Querschnittsbildern detektiert (Abb.1).
In diesem Beitrag werden sowohl die Methodik zur Bestimmung der Phasengrenzfläche als auch Ergebnisse für unterschiedliche Gas- und Flüssigkeitsbelastungen bei verschiedenen Packungskombinationen präsentiert.
Wir danken der DFG für die finanzielle Unterstützung des Kooperationsprojekts "Experimentelle und theoretische Untersuchung der Fluiddynamik und des Stofftrennverhaltens von Anstaupackungen" (KE 837/26-1, HA 3088/10-1).
[1] M. Jödecke, T. Friese, G. Schuch, B. Kaibel, H. Jansen, Institution of Chemical Engineers Symposium Series, Institution of Chemical Engineers, 2006, Vol.152, pp. 786–789.
  • Lecture (Conference)
    Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Fluidverfahrenstechnik und Membrantechnik, 27.-29.03.2019, Potsdam, Deutschland

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