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2.1 Einphasige Strömung im Rührkessel 23
Die Strömung um ein Blatt einer Rushton-Turbine ist in Abb. 4
skizziert. Die Flüssigkeit vor dem Rührerblatt wird durch die Rührerdrehung
von dem Blatt radial nach außen getrieben, aber auch
axial nach oben und unten verdrängt. Durch den auf der Rückseite
des Rührerblatts herrschenden Unterdruck kommt es zu einer
Saugströmung hinter das Rührerblatt und damit zu einer teilweisen
Strömungsumkehr der Flüssigkeit.
Drehrichtung
des Rührers
Stromlinien
der Flüssigkeit
Strömungsumkehr wegen Unterdrucks
auf der Rückseite des Rührerblattes
Abbildung 4: Strömung der Flüssigkeit um ein Rührerblatt.
Durch LDA-Messungen zwischen den Blättern einer aus Glas gefertigten
Rushton-Turbine konnten Schäfer et Al. [82] zeigen, dass
durch die Beschleunigung, die die Flüssigkeit durch die wiederholte
Strömungsumkehr erfährt, circa 80% der in den Kessel eingebrachten
Energie verbraucht werden.
Von den beiden äußeren Ecken eines Rührerblattes einer Rushton-
Turbine löst sich je ein Wirbel ab. An einem Rührerblatt löst sich
daher ein Wirbelpaar ab, die so genannten “Trailing Vortices”. Aus
den LDA-Messungen ermitteln Schäfer et Al. experimentell die
Gebiete höchster Energiedissipation, die den Stromlinien der “Trailing
Vortices” entsprechen. An dem Ort, an dem die beiden Wirbel
eines Wirbelpaares zusammentreffen, herrscht die größte Turbulenz
und damit die maximale lokale Energiedissipationsrate im Rührkessel
[82].