SPP 1141:  Analysis, Modeling and Calculation of Mixing Processes with and without Chemical Reaction

• Subject Area: Thermal Engineering/Process Engineering ; Thermal Engineering/Process Engineering
• Term: from 2002 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5471746

Mixing Processes are used to obtain an equally mixed distribution of liquid or gaseous components on the molecular scale. Objective of the research project is to calculate the mass transport also under consideration of chemical reactions which are superimposed to the mixing process. The different scales for time and space of the mixing and the reaction process have to be considered for the visualization of the mixing processes with suitable measurement techniques. From the experimental results new models should be developed which are able to predict the transport and reaction processes theoretically. Subject of the investigations are mixing devices such as free stream jets, static mixers, micromixers and stirred vessels. Only single phase flows (gaseous or liquid) are considered with the liquid systems can have Newtonian or non-Newtonian rheological behavior. Measurement techniques which are working contactless or without substantial impact on the velocity, concentration and temperature fields are developed or improved. The sensors have the necessary temporal and spatial resolution to measure the transient fields. The analysis of the known experimental results leads to an improved model for the prediction of concentration and velocity fields during mixing processes. From that analytical and numerical methods are developed, which are able to calculate concentration and velocity fields with the necessary spatial and temporal resolution.

• DFG Programme: Priority Programmes

Projects

• Characterization and intensification of micromixing for the precipitation of nanoparticles (Applicant Peukert, Wolfgang )
• Digitale Echtzeit-Holographie zur Messung von Geschwindigkeits- und Konzentrationsfeldern in Strömungsmischern (Applicant Sattelmayer, Thomas )
• Direkte, Large-Eddy- und Filtered-Density-Funktion- Simulation des Mikromischers (Applicant Manhart, Michael )
• Direkte numerische Simulation, Analyse und Modellierung der Vermischung eines runden Freistrahls in einer ebenen Querströmung (Applicant Bockhorn, Henning )
• Dreidimensionale Visualisierung von Wirbelstrukturen bei der turbulenten Vermischung mit Hilfe von PIV und LIF (Applicant Sommerfeld, Martin )
• Experimental and theoretical investigations in T-shaped micro mixers for the determination of transport processes at liquid/liquid micro mixing (cooperation project "mixing in micro reactors") (Applicant Woias, Peter )
• Investigation and description of mixing of Newtonian fluid flow in Taylor-Couette reactor (Applicant Kind, Matthias )
• - Koordinatorfonds - (Applicant Mewes, Dieter )
• Mischungsoptimierung von Strahlmischern mit Hilfe der Grobstruktursimulation (Applicant Sadiki, Amsini )
• Modellgestützte experimentelle Analyse und Modellierung der Mikrovermischung in Mikroreaktoren (Applicant Räbiger, Norbert )
• Modellierung, Berechnung und Beurteilung des flüssig/flüssig-Strömungsmischens in T- und zickzack-förmigen Mikrokanälen mit und ohne chemische Reaktion in HInblick auf Mischeffezienz, Umsatz und Selektivität (Applicant Bothe, Dieter )
• Modellierung und Validierung von Verbundwahrscheinlichkeitsdichtefunktionen der skalaren Feinstruktur bei turbulenter Mischung (Applicant Polifke, Ph.D., Wolfgang )
• Numerische Simulation statischer Strömungsmischer mit experimenteller Validierung (Applicants Thévenin, Dominique ;  Wittum, Gabriel )
• Numerische Simulation statischer Strömungsmischer mit experimenteller Validierung (Applicant Thévenin, Dominique )
• Untersuchung der Vermischung einphasiger fluider Gemische in einer Jet-in Crossflow-Anordnung mittels laserdiagnostischer Verfahren (Applicant Suntz, Rainer )
• Untersuchung von Mischungsvorgängen in Strahlmischern mit der Grobstruktursimulation unter Berücksichtigung von Wärmeübertragung und chemischer Reaktion (Applicant Hassel, Egon )
• Untersuchung von Zeit- und Längenskalen von Konvektion und Diffusion in konvektiven Mikromischern mit mischungskontrollierten chemischen Reaktionen (Applicant Woias, Peter )
• Visualisieren des Mikro- und Makromischens mit Hilfe zweier fluoreszierender und chemisch reagierender Farbstoffe (Applicant Glasmacher, Birgit )
• Zeitaufgelöste Bestimmung von Konzentrationen in Strömungsmischern mittels der Mehrlinien-Ramanspektroskopie (Applicant Lucas, Klaus )

• Spokesperson: Professor Dr.-Ing. Dieter Mewes