Untersuchung und Optimierung von strukturierten Packungen mittels CFD-Simulationen

Strukturierte Packungen werden seit einigen Jahrzehnten erfolgreich für Trennprozesse in Kolonnen eingesetzt, um einen optimalen Stoffaustausch zwischen kontaktierenden fluiden Phasen zu gewährleisten. Zur Beschreibung der Strömung der beiden Phasen sowie deren Wechselwirkungen wurden diverse Modellansätze entwickelt. Jedoch ist das reale Strömungsverhalten in strukturierten Packungen noch nicht vollständig erfasst worden, wodurch eine gezielte Optimierung von Kolonneneinbauten nicht vorrangetrieben werden kann. CFD-Simulationen ermöglichen hierbei einen genauen Einblick in die lokalen Transportphänomene und stellen eine nützliche Ergänzung zu experimentellen Untersuchungen dar. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein ganzheitlicher Ansatz zur Packungsoptimierung mit CFD-Methoden vorgestellt. Dazu wird ein einphasiger Modellierungsansatz präsentiert, mit dem die Entiwcklung und Optimierung von strukturierten Pakungen durchgeführt werden kann. Anhand eines Beispiels wird eine Packungsentwicklung demonstriert. Die vielversprechendste Konfiguration wird anschließend hergestellt und experimentell Untersucht. In einem weiteren Schritt werden umfangreiche Strömungssimulationen zur Aufklärung der zweiphasigen Strömung in strukturierten dargestellt.