Typen von Zweiphasenströmungen

Bei Experimenten an vertikalen Teststrecken kann man acht verschiedene Strömungformen unterscheiden. Diese Strömungsformen untergliedern sich aus den Lehrbüchern bekannten Typen.
Feindisperse Strömung
  • Tritt bei geringen Leerrohrgeschwindigkeiten der Gasphase und bei hohen Leerrohrgeschwindigkeiten der flüssigen Phase auf
  • Entstehen kleine Blasen mit einem Durchmesser von 2 bis 3 mm, die aufgrund der hoch-turbulenten Strömung gleichmäßig über den Rohrquerschnitt verteilt werden

Blasenströmung mit Randmaximum

  • Bei sehr geringen Leerrohrgeschwindigkeiten der flüssigen Phase entstehen größere Blasen mit einem Durchmesser von 3 bis 5 mm
  • Blasen bewegen sich aufgrund der seitwärts gerichteten Liftkraft hauptsächlich an die Peripherie der Rohrleitung
Blasenströmung im Übergangsbereich
  • Das Maximum der Blasengrößenverteilung stellt sich bei einem Durchmesser von ca. 5 mm ein
  • Blasen verteilen sich gleichmäßig über den gesamten Querschnitt der Strömung
Blasenströmung mit Mittenmaximum
  • Mit Zunahme der Leerrohrgeschwindigkeit der Gasphase verschiebt sich das Maximum der Blasengrößenverteilung auf einen Durchmesser > 5 mm
  • Blasen strömen hauptsächlich im Zentrum der Rohrleitung
Blasenströmung mit Mittenmaximum (bimodal)
  • Es bildet sich eine bimodale Blasengrößenverteilung mit zwei Maxima bei ca. 5 mm und 30 mm
  • Die Blasen strömen vorzugsweise im Zentrum
Pfropfenströmung
  • Nähern sich die Leerrohrgeschwindigkeiten der beiden Phasen weiter an, koaleszieren die Einzelblasen zu Pfropfen
  • Diese Gaspfropfen füllen fast den gesamten Strömungsquerschnitt aus
  • Zwischen den einzelnen Gaspfropfen befinden sich Bereiche, in denen die flüssige Phase und kleine Gasblasen strömen
Aufgewühlte Strömung
  • Vereinigung einzelner Gaspfropfen
  • Entsteht eine chaotische Strömung mit ungeordneter Verteilung der Gas- und der flüssigen Phase
Ringströmung
  • Bildet sich bei extrem hohen Leerrohrgeschwindigkeiten der Gasphase
  • Im Zentrum des Rohres strömt die Gasphase kontinuierlich und wird von einem Ring aus Flüssigkeit umschlossen