A3: Experimentelle Untersuchung von partikelbeladenen Strömungen in einem Pulsationsreaktor

Für die industrielle Herstellung neuartiger Materialien für die Verkehrswende ist die Betriebsführung in Pulsationsreaktoren hinsichtlich der Energieeffizienz bei der Herstellung und vor allem in Bezug auf die Materialeigenschaften zu optimieren. Als prozessbeeinflussende Parameter wurden dabei Temperatur, Druck, Strömungsgeschwindigkeit, Partikelgröße und –geschwindigkeit sowie Pulsationsfrequenz identifiziert, wobei die zugrundeliegenden physikalischen Zusammenhänge zwischen diesen Größen und den Materialeigenschaften noch weitestgehend unklar sind.
Für die Optimierung des Herstellungsprozesses sind daher entsprechende Modelle zu entwickeln, die durch Messungen validiert und kalibriert werden müssen. Systemisch ergibt sich daraus die Forderung einer ortsaufgelösten und gegebenenfalls zeit- bzw. phasenaufgelösten Messung der genannten Größen. Die Prozessparameter sind dann mit den resultierenden Eigenschaften zu korrelieren. An geeignete Messsysteme werden aufgrund der komplexen Randbedingungen wie zum Beispiel der hohen Reaktortemperatur und dem daraus resultierenden großen notwendigen Arbeitsabstand sowie der geforderten Ortsauflösung im μm-Bereich bei gleichzeitig großer Reaktorgröße über 55 mm ganz besondere Anforderungen gestellt. Weiter sollen die Messungen nicht-invasiv durchgeführt werden. Daher müssen neuartige nichtinvasive, optische Messsyteme qualifiziert, aufgebaut, charakterisiert und erstmals eingesetzt werden.

Doktorand: Chunliang Zhang

Hauptbetreuer: Prof. Dr. rer. nat. habil. Stefan Odenbach

Nebenbetreuer: N.N.