Charakterisierung von Strömungsfeldern, Mischung und gas-flüssig Strömungen in gewendelten (Helix-) Reaktoren

Die Mischung zweier Flüssigkeiten in unterschiedlichen Helixgeometrien wird mittels Laser induzierter Fluoreszenz (LIF), in einer einfach gewickelten, horizontalen Helix (CF), einem Coiled Flow Inverter (CFI) und einem Coiled Flow Reverser (CFR) untersucht. Die verschiedenen Geometrien werden in verschiedenen Längenausführungen und bei Reynoldszahlen im Bereich 50=Re=1000 verwendet. Die Mischung wird mittels der Fluoreszenz des Tracers Resorufin charakterisiert. Die aus den Versuchen gewonnenen Mischungskoeffizienten dienen zum einen der Bewertung und Charakterisierung der Mischung in den Helixreaktoren, sowie zur Validierung von Simulationsdaten. Die Ergebnisse zeigen den Vorteil einer frühzeitigen Strömungsumkehrung, die die Mischung stark verbessert. So sind CFI und CFR in allen Fällen der geraden Helix überlegen und auch die 3-wendeligen Ausführungen zeigen bessere Vermischung gegenüber den Ergebnissen der 6-wendligen Ausführung, bei gleicher Länge.
Weiterhin werden auch die Strömungsstrukturen mittels Particle-Image-Velocimetry (PIV) und der Stoffübergang von Blasen in die Flüssigkeit untersucht.