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5.2 Experimentelle Untersuchung der Blasendispergierung 107
Aus den Bildsequenzen geht deutlich hervor, dass die dem Rührkessel
zugeführten Primärblasen nicht von den Rührerblättern zerschlagen,
sondern im Abströmbereich des jeweiligen Rührers zerteilt werden.
Diese Regionen großer lokaler Energiedissipationsraten sind in der
jeweils ersten Abbildung der drei Sequenzen durch ein weißes Rechteck
gekennzeichnet. Die Größe dieser Regionen wird aus den Bildsequenzen
abgeschätzt durch die Positionen, an denen die Blasen stark
deformiert und zerteilt werden. Sie hat abhängig von der Rührerart
eine unterschiedlich große vertikale Ausdehnung (vgl. Abb. 42, 43
und 44). Außerhalb dieser Bereiche wird kein Zerteilvorgang beobachtet.
Im Strömungsfeld einer Rushton-Turbine (Abb. 42) gerät die
Primärblase von der Düse kommend in den Einflussbereich des
Rührers. Die Blase folgt unter starken Deformierungen der Flüssigkeitsströmung
um ein Rührerblatt herum hinter das Blatt und wird
von dort aus radial nach außen beschleunigt. Wenn die Blase in den
Einflussbereich eines sich von den Ecken eines Rührerblattes ablösenden
Wirbel gelangt (sog. “Trailing Vortices”, vgl. Kap. 2.1.3), wird
sie zerteilt. Bei der Zerteilung entstehen stark unterschiedlich große
Blasenfragmente (Abb. 42). Die vertikale Ausdehnung der Region, in
der Blasenzerfälle beobachtet werden, ist durch die Höhe der Rührerblätter
eindeutig festgelegt.
Das von einem abwärts fördernden Schrägblattrührer erzeugte
Strömungsfeld der Flüssigkeit zwingt die Primärblase schon vor Erreichen
der Rührerebene zu einer Richtungsumkehr (Abb. 43). Im
Gegensatz dazu beschleunigt der aufwärts fördernde Schrägblattrührer
die Blase unter starken Deformierungen durch die Rührerebene
nach oben (Abb. 44). In beiden Fällen wird die Blase deutlich
außerhalb des vom Rührer überstrichenen Volumens zerteilt, wenn
die Blasen die Regionen hoher Turbulenz erreichen. Die bei einer
Zerteilung entstehenden Blasenfragmente weisen jeweils in etwa die
gleiche Größe auf (Abb. 43, 44).
Der Größenunterschied der bei der Zerteilung im Strömungsfeld der
Schrägblattrührer entstehenden Blasenfragmente ist damit deutlich
geringer als bei Einsatz einer Rushton-Turbine.