CFD-Simulation verfahrenstechnischer Prozesse in Rührkesselreaktoren
Laufzeit: seit 05 / 2004 Förderung: Haushalt |
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Ziel
Rührkesselreaktoren sind eine weit verbreitete Reaktorbauform vor allem in der Feinchemie, der pharmazeutischen Industrie und der Biotechnologie, wo sie in erster Linie für die Chargenproduktion, d.h. für Batch- und Semibatch-Prozesse Anwendung finden. Die numerische Modellierung und Simulation von Mischprozessen in Rührkesselreaktoren dient unter anderem:
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der Vereinfachung der Maßstabsübertragung (scale-up) in der Phase der Prozessentwicklung,
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der Prozess- und Anlagenoptimierung,
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der sicherheitstechnischen Analyse und Bewertung des Prozesses.
Methoden
Für die numerische Strömungssimulation kommen CFD (Computational Fluid Dynamics)-Methoden zum Einsatz. Verwendet wird die Software CFX®.
Die experimentelle Validierung der Simulationsergebnisse erfolgt vorrangig unter Nutzung bildgebender Verfahren:
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Videometrie,
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Röntgen-Tomographie (z. B. Röntgen-Kegelstrahl-Tomographie),
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Gamma-Tomographie.
Ergebnisse
Transienter Vermischungsprozess zweier Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte im Rührkesselreaktor nach Rühreranlauf
Begasungsprozess einer Flüssigkeit im Rührkesselreaktor mit Hohlwellen-Turbinenrührer
Gas hold-up in der Rührerebene
Weitere Informationen
CFD-Simulation von transienten Vermischungsprozessen im STR (Poster) |
Messung und CFD-Simulation eines Begasungsprozesses im STR (Presentation) |
Publikationen
- H.V. Hristov, S. Boden, U. Hampel, H. Kryk; Numerical Simulation of a Two-Phase Flow in a Stirred Reactor; Proceedings of 6th International Conference on Multiphase Flow, paper PS6_8, 978-3-86010-913-7
- H.V. Hristov, H.-M. Prasser, H. Kryk, G. Hessel, W. Schmitt; Mixing behaviour of different density liquids in a stirred tank reactor; Chem. Eng. Res. Des. (submitted)