Skalenübergreifende Transportprozesse in Mehrphasenströmungen

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In der Verfahrenstechnik sind Mehrphasenströmungen von großer Bedeutung, bei denen flüssige, feste oder gasförmige Stoffe als Partikel in einer Flüssigkeit verteilt sind. Beispiele hierfür sind Oxidationen, Hydrierungen und biologische Abwasserreinigung. Eine zentrale Herausforderung ist die homogene Verteilung der dispersen Phasen, die oft große Dichteunterschiede aufweisen. Zudem ist es wichtig, den Stoffübergang und -transport an den Phasengrenzen zu optimieren. Die Publikation behandelt skalenübergreifende Zusammenhänge und beginnt mit einer Einführung in die Problematik dieser Transportprozesse. Es werden integrale Methoden zur Beschreibung von Mehrphasenprozessen anhand von Schlaufenreaktoren erläutert. Lokale Phänomene in Mehrphasenströmungen werden betrachtet, um eine physikalisch fundierte Modellierung der makroskopischen Effekte zu ermöglichen. Insbesondere wird das Aufstiegsverhalten von Einzelblasen und Blasenschwärmen sowie die Bewegung von Feststoffpartikeln untersucht. Erkenntnisse über den Stofftransport um aufsteigende Gasblasen ermöglichen eine genauere Modellierung in Mehrphasenströmungen. Mikroskalige Vermischung und Reaktionen werden durch Untersuchungen an Mikromischern analysiert, die präzise Mikrovermischung bieten. Durch lokal aufgelöste Strömungs- und Konzentrationsfelder wird ein tieferer Einblick in Mikrovermischungsprozesse gewonnen. Abschließend werden die Erkenntnisse aus verschiedenen Skalen zus