Phasengrenzflächen in Blasenströmungen – Teil 1: Blasensäulen

Mehrphasig betriebene Reaktoren, in denen eine Blasenströmung vorliegt, finden eine weite Anwendung in der chemischen und energietechnischen Industrie. Zur Auslegung dieser Reaktoren muß die vorhandene Phasengrenzfläche berechnet werden. Sie läßt sich auf die Größenverteilung der Blasen zurückführen. Die Größenverteilung der Blasen ist lediglich mit sehr hohem Aufwand aus den Bilanzgleichungen von Koaleszenz und Zerfallsvorgängen für jede einzelne Blasenfraktion berechenbar. In der vorliegenden Arbeit werden diese Bilanzgleichungen aufgestellt und mit Hilfe einer analytischen Näherungslösung vereinfacht. Als Ergebnis wird eine einzige Bilanzgleichung für wahlweise das mittlere Blasenvolumen, die Anzahldichte der Blasen oder die spezifische Phasengrenzfläche erhalten. In dem vorliegenden ersten Teil werden lediglich die spezifische Phasengrenzfläche und die Größenverteilung der Blasen in Blasensäulen berechnet, und zwar für niedrige Gasgehalte und reine, niedrigviskose Flüssigkeiten, so daß Großblasen und Gaspfropfen noch nicht berücksichtigt werden müssen.