Fluiddynamik von Füllkörpern und Packungen

1 Grundlagen der Auslegung von Packungskolonnen für Gas/Flüssigkeitssysteme.- Symbolverzeichnis zu Teil 1.- 1 Einleitung.- 1.1 Allgemeines über Füllkörperkolonnen.- 1.2 Anmerkungen zur Entwicklung von Packungskolonnen und ihre Bedeutung beim Einsatz bei der Rektifikation und Absorption.- 1.3 Kurzer Überblick über erschienene Monographien bzw. komplexe Übersichtsarbeiten zur Auslegung von Füllkörperkolonnen.- 1.4 Schlussbetrachtungen zu Kapitel 1.- 2 Zweiphasendurchfluss und Belastungsbereich.- 2.1 Beschreibung der hydraulischen Vorgänge in Füllkörperkolonnen.- 2.2 Flutgrenze.- 2.2.1 Flutmechanismen.- 2.2.2 Überlegungen zur Tropfenbildung in Füllkörperkolonnen.- 2.2.3 Literaturüberblick — Stand des Wissens.- 2.2.4 Eigener Ansatz zur Bestimmung der Dampfgeschwindigkeit uV,Fl am Flutpunkt.- 2.3 Bestimmung des Kolonnendurchmessers.- 2.4 Untere Belastungsgrenze.- 2.4.1 Schlussbetrachtungen zu Kapitel 2.4.- 3 Druckverlust von unberieselten Packungskolonnen.- 3.1 Einführung.- 3.2 Widerstandgesetz für die Einphasenströmung in Packungskolonnen.- 3.2.1 Ermittlung des Widerstandsbeiwertes ? für Pallringe.- 3.2.2 Ermittlung des Widerstandsbeiwertes ? für andere untersuchte Füllkörperschüttungen.- 3.2.3 Ermittlung des Widerstandsbeiwertes ? für strukturierte Packungen.- 3.3 Schlussbetrachtungen zu Kapitel 3.- 4 Druckverlust von berieselten Schüttungen und strukturierten Packungen.- 4.1 Einfuhrung und Literaturüberblick.- 4.1.1 Bedeutung des Druckverlustes für die Auslegung von Füllkörperkolonnen.- 4.1.2 Literaturüberblick.- 4.2 Flüssigkeitsinhalt.- 4.2.1 Grundbegriffe.- 4.2.2 Der statische Flüssigkeitsinhalt.- 4.2.3 Der dynamische Flüssigkeitsinhalt im Strömungsbereich unterhalb der Staugrenze.- 4.2.4 Diskussion des Einflusses verschiedener Parameter auf den Flüssigkeitsinhalt basierend auf Literaturdaten.- 4.2.5 Messmethode, untersuchte Systeme und Füllkörper.- 4.2.6 Messergebnisse.- 4.2.7 Schlussbetrachtungen zu Kapitel 4.2.- 4.3 Ansatz zur Bestimmung des Druckverlustes von berieselten Schüttungen und strukturierten Packungen bei Kenntnis des Widerstandsbeiwertes ? für Einphasenströmung und des dimensionslosen Druckverlustes ?p/?p0.- 4.3.1 Herleitung des Ansatzes.- 4.3.2 Vergleich der Messwerte mit dem Experiment im Bereich der laminaren Flüssigkeitsströmung.- 4.3.3 Bestimmung der Größe CB für turbulente Flüssigkeitsströmung.- 4.3.4 Vergleich zwischen Rechnung und Experiment für turbulente Flüssigkeitsstromung.- 4.3.5 Schlussfolgerungen zu Kapitel 4.3.- 5 Druckverlust von berieselten Schüttungen und strukturierten Packungen bei Kenntnis des Widerstandsgesetzes für die Zweiphasenströmung.- 5.1 Einleitung.- 5.2 Herleitung des Ansatzes zur Bestimmung des Druckverlustes von berieselten Schüttungen und strukturierten Packungen.- 5.3 Das Widerstandsgesetz ?VL = f (ReL) bei vorliegender Zweiphasenströmung in Packungskolonnen-Ableitung des Ansatzes.- 5.4 Herleitung der Berechnungsgleichung für den Druckverlust berieselter Schüttungen.- 5.5 Vergleich der Messwerte mit dem Experiment im gesamten Betriebsbereich von Packungskolonnen.- 5.6 Bewertung der Ergebnisse.- 6 Fluiddynamik von Packungskolonnen für Gas/Flüssigkeitssysteme — Zusammenfassung der Ergebnisse.- 6.1 Allgemeines.- 6.2 Flutpunktbestimmung.- 6.3 Flüssigkeitsinhalt am Flutpunkt.- 6.4 Druckverlust und Flüssigkeitsinhalt.- 6.4.1 Druckverlust unterhalb der Staugrenze.- 6.4.2 Flussigkeitsinhalt unterhalb der Staugrenze.- 6.4.3 Druckverlust und Flüssigkeitsinhalt im Bereich zwischen der Stau- und Flutgrenze.- 6.4.4 Druckverlust am Flutpunkt.- 6.5 Druckverlustberechnung nach dem Ansatz gemäß Kapitel 5.- 6.6 Hinweise zu den Tabellen mit den technischen Daten der Füllkörper und Packungen sowie den Modellparametern ?Fl/?Fl,m zur Flutpunkt- und Druckverlustbestimmung.- 6.7 Gültigkeitsbereich der aufgestellten Beziehungen.- 6.8 Programm FDPAK zur fluiddynamischen Auslegung von Kolonnen mit modernen Füllkörpern und Packungen.- 6.8.1 Programmerklärung.- 6.8.2 Schlussfolgerungen.- 2 Grundlagen der Auslegung von Packungskolonnen für Flüssig/Flüssig-Systeme.- 7 Symbolverzeichnis zu Teil 2.- 7 Grundlagen der Auslegung von Packungskolonnen für Flüssig/Flüssig-Systeme.- 7.1 Einleitung.- 7.2 Zweiphasendurchfluss und Belastungsbereiche.- 7.2.1 Dispersphasenanteil (Hold-up) in Füllkörperkolonnen mit regellosen Schüttungen und strukturierten Packungen.- 7.2.2 Tropfendurchmesser.- 7.3 Flutpunktbestimmung.- 7.3.1 Einleitung.- 7.3.2 Steig- und Sinkgeschwindigkeit von Tropfen in Packungen — eigener Ansatz.- 7.3.3 Modifiziertes Flutpunkt-Diagramm [15].- 7.3.4 Ansatz zur Bestimmung der Flutpunktgeschwindigkeit für Flüssig/Flüssig-Systeme.- 7.4 Schlussbetrachtungen.