SKM 2021 – wissenschaftliches Programm

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AKE: Arbeitskreis Energie

AKE 3: Technologien für die Energiewende und ihre Implikationen II

AKE 3.5: Hauptvortrag

Dienstag, 28. September 2021, 12:15–12:45, H8

Einsatz bildgebender Messverfahren und numerischer Modellierungswerkzeuge für die Verbesserung der Energieeffizienz industrieller Mehrphasenprozesse — •Uwe Hampel — Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Bautzner Landstraße 400, 01328 Dresden, Germany — Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, Germany

Stoff- und Energieumwandlungsprozesse in technischen Apparaten sind oft an Mehrphasenströmungen gekoppelt. Beispiele dafür sind Chemiereaktoren, Stoffaustauschapparate, Kraftwerksanlagen oder Abwasserbehandlungsanlagen. Für die Modellierung der Strömungsvorgänge wurden in der jüngeren Vergangenheit numerische Berechnungsverfahren der Computational Fluid Dynamics entwickelt. Für diese besteht immer wieder die Aufgabe, sie mit realen Messdaten aus Strömungsexperimenten unter prozessähnlichen Bedingungen zu validieren bzw. aus solchen Messdaten Modelle und Korrelationen abzuleiten.

Der Vortrag gibt einen Einblick in die Nutzung innovativer schneller Bildgebungsverfahren für Mehrphasenströmungen für diesen Zweck. Vorgestellt werden die Gittersensortechnik sowie die ultraschnelle Röntgentomographie, welche am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf entwickelt wurden. Mit beiden Bildgebungsverfahren ist die tomographische Analyse von Mehrphasenströmungen mit Bildraten von mehr als 1000 Bildern pro Sekunde sowie einer räumlichen Auflösung im Millimeterbereich möglich. Ihre Anwendung wird anhand verschiedener Beispiele für die Optimierung energieintensiver Prozesse, wie etwa Destillation und Abwasserbehandlung, exemplarisch diskutiert.