Lehre

Studiengang

Verfahrenstechnik
Chemical and Energy Engineering
Process Safety and Environmental Engineering
Wirtschaftsingenieurswesen Verfahrens- und Energietechnik

Modul

Wahlpflichtvorlesung: - Grundlagen der Mehrphasenströmungen (Multiphase Flow Fundamentals)

Ziele des Moduls (Kompetenzen)

Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Mehrphasenströmungen welche in vielen Bereichen der Industrie, in der Umwelttechnik und im täglichen Leben auftreten. Der Schwerpunkt wird auf dispersen Mehrphasenströmungen liegen wo Partikel fein verteilt in einer Strömung vorliegen. Für solche Prozesse werden die relevanten Transportmechanismen auf der Skala der Partikel vorgestellt. Damit sollen die Studenten einen Eindruck über die Komplexität von Mehrphasenströmungen bekommen. Ebenso werden Richtlinien und Empfehlungen für die Auslegung von Mehrphasenprozessen gegeben.

Inhalt

Die Vorlesung beginnt zunächst mit einer Einteilung und Charakterisierung von Mehrphasenströmung. Danach konzentriert sich die Vorlesung auf disperse Mehrphasenströmungen wo Partikel mehr oder weniger gleichmäßig in der Strömung verteilt sind. Die disperse Phase besteht aus Feststoffpartikeln, Tropfen oder Blasen welche sich in einer Gas- oder Flüssigkeitsströmung bewegen. Diese Art von Mehrphasenströmungen nennt man Gas-Feststoffströmungen, Sprühnebel und Blasenströmungen. Die hierfür relevanten Transportprozesse sind zum Beispiel:

Strömungskräfte auf die Partikel
Turbulenter Transport der Partikel
Partikelkollisionen und das Resultat wie Abprall und Koaleszenz
Agglomeration von feinen Feststoffpartikeln
Wandwechselwirkung und Deposition von Partikeln
Zerstäubung von Flüssigkeiten
Wärme- und Stofftransport bei Tropfen.

Darauf aufbauend werden einige typische Prozesse mit dispersen Mehrphasenströmungen vorgestellt und die wesentlichsten Auslegungskriterien vermittelt. Schließlich wird noch eine Übersicht zu numerischen Methoden für disperse Mehrphasenströmungen gegeben.

Lehrformen

Vorlesungen und Übungsbeispiele
Die Vorlesung wird nur in Englisch angeboten

Voraussetzung für die Teilnahme

Gute Kenntnisse in der Strömungsmechanik und Partikeltechnologie.

Arbeitsaufwand

Vorlesungen und Übungsbeispiele
2 Stunden Vorlesung/Übung pro Woche
Die Vorlesung wird in zweiwöchigen Blöcken abgehalten:

Literatur

Crowe, C.T., Schwarzkopf, J.D., Sommerfeld, M. and Tsuji, Y.: Multiphase Flows with Droplets and Particles. 2nd Edition, CRC Press, Boca Raton, U.S.A. (2012), ISBN 978-1-4398-4050-4 (507 pages)

Leistungsnachweise/Prüfung/Credits

Schriftliche oder mündliche Prüfung; 4 CP

Modulverantwortlicher

Herr Prof. Dr.-Ing. habil. Martin Sommerfeld