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Prof. Dr. Uwe Hampel
Head
u.hampel@hzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2772
Fax: 12772, 2383

Dr. Markus Schubert
Experimental Thermal Fluid Dynamics
m.schubertAthzdr.de
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Fax: +49 351 260 - 2383

Experimentelle Untersuchung der Hydrodynamik in SiSiC-schaumgepackten Reaktoren

Messsystem

Mit Hilfe der ultraschnellen Röntgentomographie wurde der Flüssigkeitssättigungsverlauf im Reaktorquerschnitt ermittelt. Die Messungen wurden mit einer zeitlichen Auflösung von 1 ms und eine räumlichen Auflösung von 1 mm durchgeführt. Das Messsystem liefert dank seiner zwei Messebenen einen genauen Einblick in die Morphologie und statistischen Kenngrößen der Flüssigkeitspulse.

Mikro CT Bilder der verwendeten Schäume mit Porendichten von 20 ppi, 30 ppi und 45 ppi

Aufbau Röntgentomograph ROFEX III

Bild 1: Micro-CT Darstellung der verwendeten Schaumpackungen mit 20 ppi, 30 ppi und 45 ppi (v.l.n.r) Bild 2: Schematischer Aufbau des ultraschnellen Röntgentomographen ROFEX III

Ergebnisse

Vergleich Pulsströmung

In Abhängigkeit der Betriebsbedingungen tritt in Feststoffschäumen eine unterschiedlich stark ausgeprägte Pulsströmung auf. Im untersuchten Messbereich konnte die Pulsströmung in drei Gas/Flüssigkeit-Geschwindigkeitspaarungen (A, B, C) mit Leerrohrgeschwindigkeiten von
  • A: uL=0,03 m s-1 | uG=1,0 m s-1
  • B: uL=0,04 m s-1 | uG=0,8 m s-1
  • C: uL=0,04 m s-1 | uG=1,0 m s-1

nachgewiesen werden.
Zur Veranschaulichung können im Folgenden die Sättigungsverläufe je nach ausgewähltem Betriebspunkt dargestellt werden.



Darstellung Pulsströmung Darstellung Pulsströmung Darstellung Pulsströmung Scalebar für Sättigungsbilder

20 ppi

30 ppi

45 ppi

© HZDR
Die dargestellten Videos, welche den Verlauf der Flüssigkeitssättigung βL (Flüssigvolumen je Hohlvolumen) über der Zeit zeigen, sind repräsentative Ausschnitte von einer Sekunde Länge und sollen dem Interessenten die Dynamik der Pulsströmung verdeutlichen.


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