Monolith-Reaktoren
Zweiphasenströmungen in engen kleinskaligen Kanälen mit hydraulischen Durchmessern im unteren Millimeterbereich spielen in Mikroreaktoren und strukturierten Reaktoren, kompakten Wärmetauschern, Mikrokondensationsanlagen oder Brennstoffzellen aufgrund der geringen Wärme- und Stofftransportwiderstände der Fluidschichten eine wichtige Rolle.
Dabei ist insbesondere die Taylorblasenströmung ein favorisiertes Strömungsregime, das sich durch einen intensiven Gas-Flüssigkeits-Kontakt im Film um die Taylorblasen und durch eine gute Durchmischung im Flüssigkeitspfropfen hinter der Taylorblase auszeichnet.
Die Kenntnis der Strömungstopologie sowie die präzise Vermessung der Flüssigkeitsfilmdicke und der Blasenform auf mikroskopischen Längenskalen ist ein entscheidender Faktor für die Entwicklung und Bewertung von grenzflächenauflösenden Strömungssimulationswerkzeugen.
Darauf aufbauend werden Transportmodelle entwickelt und Konzepte zur Prozessintensivierung vorgeschlagen. Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten umfasst die Übertragung auf großskalige Anwendungen und die damit verbundene Beantwortung technischer Fragestellungen, wie beispielsweise die Realisierung gleichmäßiger Phasenverteilungen bei Mehrkanalkonfigurationen, um ein besseres Gesamtprozessverständnis zu erlangen.
Die gegenwärtigen Forschungsaktivitäten umfassen insbesondere: