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6 Modellerweiterung
Mit der in der Literatur gängigen Vorgehensweise kann der sich an
einem gegebenen Betriebspunkt einstellende Grad der Dispergierung
nur unzureichend beschrieben werden (vgl. Abb. 45). Das ist vor allem
darauf zurückzuführen, dass diese Modelle nicht die Größe der
bei der Zerteilung einer Blase entstehenden Blasenfragmente berücksichtigen
(vgl. Kap. 2.2.5).
Die in dieser Arbeit durchgeführten Messungen haben jedoch eindeutig
ergeben, dass eine differenzierte Betrachtung der Blasendurchmesser
zur Beschreibung des Grades der Dispergierung wesentlich ist,
da unterschiedlich große Blasen einen unterschiedlich langen Verbleib
im Rührkessel aufweisen (vgl. Kap. 5.3). Wegen der in einem frühen
Stadium der bisherigen Modelle getroffenen Annahme, dass der Sauterdurchmesser
proportional zum maximal stabilen Blasendurchmesser
ist, werden solche Überlegungen bisher im Ansatz ausgeschlossen.
Die in Kap. 2.4 herausgearbeiteten Anforderungen an ein verbessertes
Modell zur Beschreibung des Grades der Dispergierung sind in
dem in der Folge vorgestellten Modellansatz berücksichtigt.
Dem Ansatz liegt die folgende Überlegung zu Grunde:
Die an der Düse in den Rührkessel eingebrachte Primärblase gelangt
in das Scherfeld des Rührers. Sie bildet den Ausgangspunkt für die
Dispergierung. Die Anzahl und die Größe der aus einer Primärblase
gebildeten Blasenfragmente werden bestimmt durch die Rührerart,
den Betriebspunkt sowie die Größe der Primärblase. Die vom
Rührer im Rührkessel erzeugte globale Strömung der Flüssigkeit legt
die Größe der Blasen, die im Rührkessel verbleiben, sowie deren Verweilzeit
und damit den Sauterdurchmesser der Blasen fest.
Die theoretische Bestimmung des Sauterdurchmessers erfolgt in drei
Schritten:
• Welche Größe haben die gebildeten Blasenfragmente?
Aus der Größe der Primärblase und der Intensität des durch den
Rührvorgang erzeugten Scherfeldes wird abgeleitet, ob eine Blase
instabil ist. Wenn sie zerteilt wird, wird ein binärer Zerfall
der Blase betrachtet und die Blasengrößenverteilung der ent-