Modellierung und Simulation des Mehrkomponentenstofftransports an bewegten flüssig-flüssig-Phasengrenzen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Eugeny Kenig
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262779378

Die bisher entwickelten numerischen Methoden zur Beschreibung des Stofftransports über bewegte Phasengrenzen sind auf wenige Spezialfälle (binäre Diffusion, konstante Verteilungskoeffizienten) beschränkt. Dadurch ist die Untersuchung allgemeingültiger, technisch relevanter Systeme erschwert. Das Ziel des Forschungsvorhabens ist daher, einen neu entwickelten Computational Fluid Dynamics (CFD) basierten Ansatz zur Beschreibung des Stofftransports über bewegte Phasengrenzen weiterzuentwickeln und zu validieren. Im Gegensatz zu anderen Ansätzen ist dieser dazu geeignet, Mehrkomponentensysteme mit beliebigen Gleichgewichtsbeziehungen an der Phasengrenze zu beschreiben. Als Testsystem soll im geplanten Forschungsprojekt ein Tropfen betrachtet werden, der in einer kontinuierlichen Flüssigkeitsphase aufsteigt. Dabei wird sowohl binärer als auch ternärer Stofftransport betrachtet. Solche Systeme sind geeignete Modellsysteme für zahlreiche andere fluide Systeme mit bewegten Phasengrenzen. Der neue Ansatz wird mit Testfällen, für die eine analytische oder exakte numerische Lösung möglich ist, sowie mit Daten aus der Literatur validiert werden. Abschließend werden numerische Studien durchgeführt, um die Wechselwirkungen von Tropfenbewegung, Bewegung der Phasengrenze und (Mehrkomponenten-)Stofftransport bei unterschiedlichen Prozessbedingungen zu untersuchen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen