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Investigation of three-dimensional two-phase flow using combined ultrafast X-ray tomography and hot-film anemometry
Neumann, M.ORC; Hampel, U.ORC
In vielen industriellen Prozessen und Apparaten treten Mehrphasenströmungen auf. Dies sind häufig Flüssigkeits-Gas-Strömungen, beispielsweise in der Kraftwerkstechnik, in Wärmetauschern, chemischen Reaktoren und Trennapparaten oder in Ölfördersystemen. Ein großes Ziel ist die Berechnung solcher Strömungen mittels computergestützter Simulationswerkzeuge (CFD Codes) zur Unterstützung der Auslegung, zur Optimierung, aber auch zur Sicherheitsbewertung. Die komplexe Physik von Zweiphasenströmungen erschwert dieses Vorhaben im Vergleich zu einphasigen Strömungen erheblich. Grund dafür ist die Komplexität der Transportprozesse über stark verformbare und sich verändernde Phasengrenzflächen in mehreren Zeit- und Längenskalen. Zudem werden durch anlagentechnische Komponenten, wie beispielsweise Krümmer, Ventile, T-Stücke oder querschnittsverändernde Einbauten, ausgeprägte dreidimensionale Strömungsfelder erzeugt, welche von aktuellen CFD-Codes nur sehr stark eingeschränkt berechnet werden können.
Der Beitrag beschäftigt sich mit der experimentellen Untersuchung von generischen dreidimensionalen Zweiphasenströmungen. Mit Hilfe neuartiger experimenteller Methoden wurde eine Datenbasis für die nachhaltige Validierung und Weiterentwicklung von CFD-Codes, speziell für dreidimensionale Strömungseffekte, generiert.
Keywords: ultrafast x-ray CT, hot-wire anemometry, two-phase flow, bubbly pipe flow, three-dimensional flow, obstacle, CFD
  • Lecture (Conference)
    Jahrestreffen Reaktionstechnik 2019 gemeinsam mit der Fachgruppe Mehrphasenströmungen, 27.-29.05.2019, Würzburg, Deutschland

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