Neue Messtechniken und Simulationen für die Strömungsvorgänge und den örtlichen Stoffübergang in nicht-Newtonschen Fluiden

Abstract

Flow and transport phenomena in non-Newtonian fluids are of significant industrial interest. As a kind of static mixer, spacers play an important role in process engineering concerning problems of mixing, homogenizing and dispersing in connection with residence time behavior up to the enhancement of heat and mass transfer. However, the efficiency of such spacers strongly depends on fluid properties, the characteristic geometry and operating conditions. Additionally, it is very difficult to respond to changed operating conditions for such spacers and ill-designed feed spacers can hinder the realization of a high performance. Here, experimental and numerical methods were introduced for the investigation of flow phenomena and mass transfer for non-Newtonian fluids in spacer-filled channels.

Strömungs- und Transportvorgänge in nicht-Newton?schen Flüssigkeiten sind von besonderem industriellen Interesse. In der Verfahrenstechnik werden Spacer eingesetzt zur Lösung von Problemen beim Mischen, Homogenisieren und Dispergieren, zur Erzielung eines günstigen Verweilzeitverhaltens sowie zur Steigerung des Stoff- und Wärmetransports. Die Effizienz solcher Spacer hängt stark ab von den Fluideigenschaften, von der Spacer-Geometrie und von den Betriebsbedingungen. Deswegen kommt einer Optimierung dieser Spacer für die jeweiligen Randbedingungen eine wesentliche Rolle zu. Die vorliegende Arbeit befasst sich deswegen mit experimentellen und numerischen Methoden zur Untersuchung der Strömungs- und Transportvorgänge in Kanälen mit Spacern für nicht-Newton?sche Flüssigkeiten.