Experimentelle und theoretische Untersuchungen zur Bestimmung ...

C D
10
1
0.1
Luftblase in Wasser
2. Stand der Forschung 23
10 100 1000 10000
Abb. 2.4 Verlauf des C D -Wertes als Funktion der Reynoldszahl für starre Kugeln, berechnet
mit Korrelationen aus „Verfahrenstechnischen Berechnungsmethoden“ [129], und für
Blasen mit Gln. (2.29) und (2.30)
2.5 Theoretische Bestimmungsmöglichkeit der Blasengröße
Für eine Vielzahl von Strömungskonfigurationen existieren empirische oder halbempirische
Korrelationen zur Bestimmung der Blasengröße. Für verfahrenstechnische Fragestellungen
wird dabei als Ergebnis oft der Sauterdurchmesser angegeben, da dieser zur Berechnung des
Stoffübergangs benötigt wird. Man kann zwischen der Berechnung der Primärblasengrößen
und der Berechnung der mittleren Blasengrößen, die sich aus dem Strömungsfeld in
bestimmten Apparateformen ergibt, unterscheiden.
Unter den Primärblasen versteht man die Blasen, die an der Eindüsung oder durch Verdampfung
beispielsweise an einer Heizfläche entstehen und sich dann ablösen. Bei geringen Gasgehalten
und niedrigem Turbulenzniveau, d.h wenn keine Strömungsbedingungen vorliegen,
die die Blasengröße deutlich ändern, kann die Primärblasengröße auch als charakteristische
Blasengröße für den gesamten Apparat angenommen werden. Die Berechnung der Primärblasengröße
ist in Kapitel 2.5.1 erläutert.
Verändern die Strömungseigenschaften eines Apparates die Eintritts- oder Primärblasengröße
deutlich, werden durch Messungen validierte, empirische Korrelationen eingesetzt, die
die mittlere Blasengröße in Abhängigkeit vom Apparatetyp und charakteristischen Strömungsparametern
berechnet. Diese werden häufig für die Vorauslegung und Dimensionierung
verfahrenstechnischer Apparate eingesetzt (siehe Kapitel 2.5.2).
2.5.1 Berechnung der Primärblasengrößen an der Eindüsung
Übersichten über Berechnungsverfahren der an Düsen gebildeten Blasen finden sich in
Tsuge [124], Kumar und Kuloor [67] und Räbiger und Vogelpohl [96]. Der Großteil der
Re
Starre Kugel