Stofftransport im Rieselfilm

• Applicants: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Marquardt; Professor Dr.-Ing. Michael Modigell; Professor Dr. Arnold Reusken
• Subject Area: Mechanical Process Engineering
• Term: from 2010 to 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 145021323

In mehrphasigen Kontaktapparaten, wie zum Beispiel Absorbern oder Fallfilmreaktoren, tritt die flüssige Phase als dünner welliger Film an den Wänden der Einbauten auf, der mit der umgebenden Gasphase in Kontakt steht und Impuls, Stoff und Energie austauscht. Die Welligkeit des Films verursacht im Vergleich zu einem glatten Film eine erhebliche Intensivierung des Transports über die Phasengrenze. Die diesem Effekt zugrundeliegenden kinetischen Phänomene sind bislang noch nicht vollständig verstanden und aufgeklärt worden. Bis dato existieren keine validierten Modelle für die Berechnung des Transports über wellige Phasengrenzen an Fallfilmen.Das Ziel des beantragten Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines detaillierten und gleichzeitig ingenieursmäßig handhabbaren Auslegungsmodells auf Basis effektiver Diffusionskoeffizienten zur Beschreibung des Stofftransports im Riesenfilm. Dabei soll der Schwerpunkt auf einem instationären, dreidimensionalen Modell liegen, das in der Lage ist, den durch die Welligkeit gesteigerten Stofftransport adäquat vorherzusagen. Dazu sollen im Rahmen dieses Forschungsprojektes zeitlich und örtlich hochaufgelöste experimentelle Untersuchungen am Rieselfilm durchgeführt werden. Bei der Schätzung der effektiven Transportkoeffizienten und Bewertung von Modellkandidaten wird durch ein inkrementelles Vorgehen eine schrittweise Identifikation der kinetischen Mechanismen erfolgen. Ergänzt um adaptive numerische Untersuchungen der Filmströmung wird so die detaillierte Modellierung dieser Phänomene ermöglicht.

• DFG Programme: Research Grants