Untersuchung von Rührprozessen mit verschiedenen Wärmetauschereinbauten und Optimierung der Strömungsregime mittels Particle Image Velocimetry (PIV)

Jährling, Katja GND

In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen zu internen Wärme-tauschereinbauten in Rührkesseln durchgeführt, da diese einen enormen Einfluss auf die Strömungs- und Turbulenzprofile haben. Dazu werden in mehreren Scale-Down Modellen eines industriellen Reaktors Messreihen mittels PIV (particle image velocimetry) und LIF (laser-induced fluorescence) durchgeführt sowie der Wärmeübergang einer internen Doppelhelix mit Dampfbeheizung bestimmt. Bei der Untersuchung der Strömungs- und Turbulenzprofile mittels PIV sowie der Mischzeituntersuchungen mittels LIF werden verschiedene Wärme-tauschereinbauten sowie verschiedene Rührorgane eingesetzt. Des Weiteren wird anhand unterschiedlicher Scale-Down Größen die minimale Reaktorgröße für die Bestimmung von Strömungsbildern eines großen Reaktors definiert. Als wesentliches Ergebnis werden Empfehlungen für Kombinationen aus Rührer, Wärmetauscher und Reaktorform gegeben, die zum Teil sehr stark vom bislang üblichen Vorgehen abweichen.

This work contains investigations of the impact on the flow and turbulence regimes of internal heat exchangers in agitated vessels. Therefore, some Scale-Down vessels of an industrial agitated vessel are designed and built to do PIV (particle image velocimetry) and LIF (laser-induced fluorescence) measurements in those Scale-Down vessels. Additionally, the heat exchange of a double helical coil, heated up with steam, is investigated. The investigation of the flow and turbulence regimes by PIV as well as the investigations of the mixing time by LIF is done with the combination of different agitators, internal heat exchangers and vessel bottoms. Furthermore, the different Scale-Down vessel sizes are used to define the minimum vessel size to study the flow regime of an industrial reactor. Another essential result are given advices for combinations of vessel bottoms, agitators and internal heat exchangers that partially differ a lot from the procedure that is used so far.

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Jährling, Katja: Untersuchung von Rührprozessen mit verschiedenen Wärmetauschereinbauten und Optimierung der Strömungsregime mittels Particle Image Velocimetry (PIV). 2019.

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