Fachgruppe Mehrphasenströmung

Vorsitzender: Prof. Dr. techn. P. Walzel, Technische Universität Dortmund
Stellvertretender Vorsitzender: Dr. O. Bey, BASF SE, Ludwigshafen

I. Einführung

Es gibt nur wenige verfahrenstechnische Prozesse bei denen die beteiligten Stoffströme nicht als Mehrphasenströmung vorliegen. Bei chemischen Reaktionen (z.B. heterogene Katalyse) biotechnologischen Prozessen (z.B. Zellkultivierung) und physikalischen Verfahren (z.B. Trocknung) liegen in der Regel mehrphasige Strömungen vor. Hierbei liegen in einem Fluid (Gas bzw. Flüssigkeit) eine oder mehrere Phasen in dispergierter Form vor. Im Bereich der Biotechnologie und der Nanotechnologie nehmen die Flüssigkeits-Feststoff-Strömungen (Feststoff dispergiert in einer Flüssigkeit) eine Schlüsselstellung bei Reaktionen in der flüssigen Phase bzw. an der festen Phase ein. Bei Gas-Feststoff-Strömen, z.B. bei der heterogenen Katalyse oder der Gasreinigung, liegt der Feststoff als disperse Phase in einem die kontinuierliche Phase bildenden Gas vor. Flüssigkeits-Flüssigkeits-Strömungen, z.B. im Bereich der Emulsionstechnologie, Flüssigkeits-Gas-Strömungen, z.B. bei der Abwasserbehandlung, und Gas-Flüssigkeitsströmungen, z.B. im Spraybereich beim Lackieren von Automobilen, sind weitere Mehrphasenströmungen die in verfahrenstechnischen Prozessen zu handhaben sind. Die Anzahl der dispersen Phasen ist zunächst nicht begrenzt. In der industriellen Praxis kommen auch z.B. dreiphasige Strömungen (Flüssigkeits-Feststoff-Gas-Strömungen) bei den Stoffwandlungsprozessen zum Einsatz (z.B. Filmcoaten von Tabletten, Hydrolyseprozesse).
Die wissenschaftlich-technische Behandlung der Mehrphasenströmungen im Hinblick auf Impuls-, Stoff- und Wärmeaustausch als auch chemische bzw. biochemische Reaktionen ist die zentrale Aufgabe des Fachausschusses Mehrphasenströmung. Der Ausschuss ist damit ein Querschnittsausschuss und branchenunabhängig. Die Grundlagen der Mehrphasenströmungen in verallgemeinerter Form behandelt werden.

II. Schnittstellen zu anderen Gremien

Als klassisches Querschnittsgebiet ist die Mehrphasenströmung Basis einer Vielzahl von Anwendungen. Kooperationen mit anwendungsnahen Fachgebieten in Form von gemeinsamen Fachgruppen-Sitzungen sind unabdingbar und für die Weiterentwicklung des Fachgebietes Mehrphasenströmung von elementarer Bedeutung. Anwendungen von Strömungen im Bereich von in einem Fluid feinstdispergierten Phasen, wie z.B. in der Nano- und Emulsionstechnologie, sind aktuelle Themen, die Gegenstand der Arbeiten in der Fachgruppe sind. Nachdem die bei den mehrphasigen Strömungen beteiligten Phasen sowohl fluider als auch fester Natur sein können, findet die Fachgruppe Mehrphasenströmungen sowohl in der Fachgemeinschaft Partikeltechnik und Produktdesign als auch in der Fachgemeinschaft Fluiddynamik und Trenntechnik aktuelle Fragestellungen bei denen die Kompetenz der Mitglieder der Fachgruppe eingebracht werden können.

III. Arbeitsschwerpunkte

• Flüssigkeits-Gas-Strömungen (Blasensäulen, Verdampfer)
• Gas-Flüssigkeits-Strömungen (Sprays)
• Fluid-Feststoff-Strömungen (Trenntechnik, Wirbelschichten)

Die Modellierung und numerische Simulation der mehrphasigen Strömung ist ein zentrales Anliegen der Fachgruppe. Meßmethoden zur Bestimmung der Phasenverteilung und der Eigenschaften der Phasen sind für die Beschreibung mehrphasiger Strömung von entscheidender Bedeutung und werden in der Fachgruppe mit hoher Priorität behandelt.

April 2007