Impuls- und Wärmetransport in einphasig durchströmten festen Schwämmen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Matthias Kind
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2013
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5471761

• Erstellungsjahr: 2012

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Zusammengefasst konnte durch die durchgeführten Untersuchungen bestätigt werden, dass sich Schwämme vergleichbar zu Packungen und Schüttungen verhalten und mit für diese Kolonneneinbauten entwickelten Korrelationen beschrieben werden können. Untersucht wurden hierzu das fluiddynamische Verhalten der Schwämme in Form von Flüssigkeitsinhalt, Druckverlust und Verweilzeitverteilung. Ebenso wurden für den Stoffübergang zwischen den beiden durchströmenden Phasen die effektive Phasengrenzfläche sowie der gas- und flüssigseitige Stoffübergangskoeffizient ermittelt. Außerdem wurde zur Auswertung der Korrelationen die geometrische Oberfläche der Struktur bestimmt. Für die meisten gemessenen Charakteristika ist die Streuung der Messergebnisse an sich und im Vergleich mit den Daten der Korrelationen noch deutlich größer als für die herkönmilichen Packungen und Schüttungen, an die die Korrelationen angepasst wurden. Die Analyse der verschiedensten Arten von Korrelationen hat aber auch gezeigt, dass sich diese für die gleichen geometrischen Daten und Betriebsparameter bereits um mehrere Größenordnungen unterscheiden können. Eine sinnvolle Auswahl eines universellen Modells ist zurzeit auch für herkömmliche Kolonneneinbauten noch nicht möglich. Für die Schwämme kann daher von einem vergleichbaren Verhalten gesprochen werden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Volume Image Analysis of Ceramic Sponges. Chem. Eng. Techn. 2008, 31, 307
  J. Große, B. Dietrich, H. Martin, M. Kind, J. Vicente, E.H. Hardy
  
• Morphological Characterization of Ceramic Sponges for Applications in Chemical Engineering. Ind. Eng. Chem. Res. 2009,48,10395
  J. Große, B. Dietrich, G. Incera Garrido, P. Habisreuther, N. Zarzalis, H. Martin, M. Kind, B. Kraushaar-Czametzki
  
• Experimental Characterization of Ceramic Sponges as Column Internals. In: A.B. de Haan, H. Kooijman, A. Gorak (Hrsg.), Distillation Absorption 2010. Proceedings of the 9th Distillation and Absorption Conference, Eindhoven, The Netherlands, 12.-15. September 2010
  J. Große, M. Kind
  
• Keramische Schwämme als Kolonnenpackungen. Chemie Ingenieur Technik, 2010,82,1380
  J. Große, M. Kind
  
• Hydrodynamics of Ceramic Sponges in Countercurrent Flow. Ind. Eng. Chem. Res. 2011,50 (8), 4631-4640
  J. Große, M. Kind
  
• Über keramische Schwämme als Kolonneneinbauten. Dissertation Karlsruher Institut für Technologie, 2011
  J. Große