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2.2 Zweiphasige Strömung im Rührkessel 30
2.2.3 Globale zweiphasige Strömung in einem Rührkessel
Zwischen der Gasphase und der Flüssigkeit herrschen hohe Dichteunterschiede.
Dadurch unterscheidet sich das Strömungsfeld in einem
begasten Rührkessel deutlich von dem in Abb. 3 skizzierten
Strömungsfeld in einem unbegasten Rührkessel. Am Beispiel der
verschiedenen Strömungsfelder, die sich bei Einsatz einer Rushton-
Turbine in Abhängigkeit der Gasbelastung ausbilden, ist dieser Unterschied
in Abb. 6 qualitativ dargestellt.
A B C D E
Abbildung 6: Strömungsfelder in begasten Rührkesseln mit von A
nach E steigender Gasbelastung [7].
In Abb. 6 A ist die von Gas unbeeinflusste Strömung der Flüssigkeit
skizziert. Bei kleinen Begasungsraten folgen die Gasblasen zunächst
der Strömung, ohne diese wesentlich zu beeinflussen (Abb. 6 B).
Bei steigender Gasbelastung kommt es zu einer Strömungsumkehr im
oberen Teil des Behälters (Abb. 6 C). Das wird darauf zurückgeführt,
dass der obere Flüssigkeitswirbel nicht mehr stark genug ausgeprägt
ist, um alle Blasen zu halten. Einige Blasen werden zwar noch zur
Behältermitte hin geschleppt, dann aber ist ihr Auftrieb stärker als
die durch die Flüssigkeit auf sie nach unten wirkende Schleppkraft.
Sie steigen zur Flüssigkeitsoberfläche auf und verlassen den Kessel
(vgl. Pfeil in Abb. 6 C). Dadurch induzieren sie einen zweiten oberen
Flüssigkeitswirbel, in dem kleinere Blasen gehalten werden können.