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Extraktion
V2.10
Untersuchungen zur binären Tropfen-Tropfen-Koaleszenzin flüssig-flüssig-SystemenM.Sc. R. T. Eiswirth1) (E-Mail: eiswirth@mv.uni-kl.de), Prof. Dr. H.-J. Bart1)
1)Thermische Verfahrenstechnik, TU Kaiserslautern, Postfach 3049, D-67653 Kaiserslautern, Germany,
DOI: 10.1002/cite.200950262
Der Vorgang der Tropfen-Tropfen-Koa-leszenz spielt bei der Extraktion eineentscheidende Rolle. Aktuelle Modellezur Berechnung der Koaleszenzrateverwenden trotz komplexer Zusammen-hänge zwischen verschiedenen Einflüs-sen meist einfache Anpassungsparame-ter, die dann nur für ein chemischesSystem oder eine Apparategeometriegültig sind. Speziell die Einflüsse vonpH-Wert, Salzen, Tensiden und Massen-transport werden vernachlässigt. Auchsind die Veränderungen der Topologie,die bei der binären Tropfenkoaleszenzaus dem Verschmelzen der frei bewegli-chen Tropfen resultieren, besonders imHinblick auf die Evaluation von CFD-Si-mulationen, noch nicht ausreichendaufgeklärt.
Die Grundlagenuntersuchungen zurbinären Koaleszenz wurden mit demStandard EFCE Testsystem Toluol/Aceton/Wasser unter definierten Be-dingungen durchgeführt. Die Tropfen-kollisionen wurden mit einer Hoch-
geschwindigkeitskamera aufgezeichnetund das Verhalten der Tropfen unter-sucht. Hierbei wurden verschiedeneEinflüsse wie die Kontaktzeit, Tropfen-größe und Tropfengeschwindigkeitenauf die Koaleszenz untersucht.
Durch die Änderung des pH-Wertesoder die Zugabe an Salzen, wurde ver-sucht, das Koaleszenzverhalten zu ver-ändern. Es wurde festgestellt, dass sichdie Koaleszenzneigung mit steigendem
pH-Wert verringert. Dieser verminder-ten Koaleszenzneigung konnte durchdie Zugabe von Salzen entgegen gewirktwerden. Des Weiteren wurde mit Hilfeder hochauflösenden Hochgeschwindig-keitsaufnahmen bei Koaleszenzereignis-sen neben diesen integralen Größen,die Veränderung der Topologie unter-sucht. Im Fokus steht das Verhalten derFlüssigkeitsbrücke zwischen den Trop-fen.
V2.11
Mesh-Moving-Methode zur Berechnung des instationärenImpuls- und Stofftransports an deformierbaren EinzeltropfenK. Bäumler1) (E-Mail: baeumler@am.uni-erlangen.de), M. Wegener2), A. R. Paschedag3), E. Bänsch1)
1)Lehrstuhl für Angewandte Mathematik, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Haberstraße 2, D-91058 Erlangen, Germany2)Fachgebiet Verfahrenstechnik, TU Berlin, Ackerstraße 71–76, D-13355 Berlin, Germany3)Beuth Hochschule für Technik Berlin, Luxemburgerstraße 10, D-13353 Berlin, Germany
DOI: 10.1002/cite.200950133
In dispersen Flüssig/Flüssig-Systemenspielen Deformations- und Oszillations-phänomene der Phasengrenze hinsicht-lich Fluiddynamik und Stofftransporteine wichtige Rolle. Zum einen beein-flussen sie die Aufstiegsgeschwindigkeitund damit das Verweilzeitspektrum,zum anderen wird die Durchmischungim Tropfeninneren intensiviert und der
Stofftransport verstärkt. NumerischeSimulationen sollen detaillierten Auf-schluss über den Einfluss der Trop-fendeformation auf Impuls- und Stoff-transport geben. Für die numerischenUntersuchungen wird das Finite-Ele-mente-Paket NAVIER [1] eingesetzt, dasauf einer variationellen Formulierungder Krümmung basiert. Die semi-im-
plizite Zeitdiskretisierung der Krüm-mungsterme liefert zudem eine effektiveund konsistente Beschreibung der Span-nungsterme an der Phasengrenzfläche.Durch eine gekoppelte Berechnung derZweiphasenströmung mittels entspre-chender Projektionen sind Spannungs,Druck- und Konzentrationssprüngeleicht beherrschbar. Zur Validierung der
Abbildung. Koaleszenzereignis Toluol/Wasser, 25 °C, pH = 3.
1060 Chemie Ingenieur Technik 2009, 81, No. 82 Fluiddynamik und Trenntechnik
www.cit-journal.de © 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
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