Belagbildung bei Suspensionsströmung im vertikalen Fallfilm:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
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| adam_text | Titel: Belagbildung bei Suspensionsströmung im vertikalen Fallfilm
Autor: Kockmann, Norbert
Jahr: 1997
SCHRITTm MM^M BERICHTEmW^^l Dipl.-Ing. Norbert Kockmann, Krefeld Belagbildung bei Suspensionsströmung im vertikalen Fallfilm Reihe 3 : Verfahrenstechnik Nr. 4 TT
V Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis..................................................... V Symbolverzeichnis ...................................................VII 1 Einleitung und Überblick................................................1 2 Stand des Wissens......................................................3 2.1 Die Filmströmung ................................................... 3 2.1.1 Die Fluiddynamik der Filmströmung................................... 3 2.1.1.1 Die laminare Filmströmung.......................................3 2.1.1.2 Die wellig-laminare Filmströmung .................................5 2.1.1.3 Die turbulente Filmströmung......................................8 2.1.2 Wärmeübergang bei der Filmströmung................................ 12 2.1.2.1 Wärmeübergang mit Phasenwechsel ...............................13 2.1.2.2 Wärmeübergang ohne Phasenwechsel..............................14 2.1.2.3 Verschiedene Einflüsse auf den Wärmeübergang .....................16 2.1.3 Stoffübergang bei der Kristallisation aus der Filmströmung................ 17 2.1.4 Fallfilmverdampfer ............................................... 20 2.2 Belagbildung ...................................................... 23 2.2.1 Charakterisierung der Belagbildung .................................. 24 2.2.2 Belagbildung durch Kristallisation ................................... 26 2.2.3 Belagbildung im Fallfilmverdampfer.................................. 27 2.2.4 Verhinderung der Belagbildung......................................29 2.3 Suspensionsströmung................................................ 30 3 Die Versuchsanlagen...................................................32 3.1 Die Laboranlage.................................................... 32 3.1.1 Der Versuchsaufbau............................................... 32 3.1.2 Die Versuchsdurchfuhrung ......................................... 35 3.1.3 Die
Versuchsauswertung ........................................... 36 3.2 Die Verdampferanlage............................................... 37 3.2.1 Der Lösungskreislauf.............................................. 37 3.2.2 Die Zusatzapparate................................................ 39 3.2.3 Meßgeräte und Regelungstechnik ....................................40 3.2.4 Die Versuchsdurchfuhrung .................. 41 3.2.5 Die Versuchsauswertung...........................................42 3.3 Partikeln.......................................................... 43 4 Partikeln in der welligen Fiimströmung...................................45 4.1 Die mittlere Filmdicke............................................... 45 4.2 Filmströmung mit Partikeln........................................... 48 4.3 Wechselwirkung zwischen Partikeln und Wand ........................... 52 4.3.1 Abtrag eines Belags durch suspendierte Partikeln im Film................. 52 4.3.2 Kräfte auf eine Partikel in der Filmströmung ........................... 55 4.3.3 Kraft auf die Wand von einer Partikel in der Filmströmung................ 57 5 Wärmeübergang bei der Filmströmung von Suspensionen...................60 5.1 Wärmeübergang bei Abkühlung ....................................... 60
VI __ Inhaltsverzeichnis 5.1.1 Wärmeübergang bei der Abkühlung eines turbulenten Wasserftlms ......... 60 5.1.2 Wärmeübergang einer Suspension in der Filmströmung .................. 63 5.1.3 Wärmeübergang bei der Abkühlung hochviskoser Fluide ................. 66 5.2 Wärmeübergang bei der Verdampfung...................................68 5.2.1 Wärmeübergang bei der Verdampfung von Wasser ...................... 68 5.2.2 Wärmeübergang mit Partikeln....................................... 70 6 Belagbildung in der Filmströmung....................................... 73 6.1 Kristallisation bei der Abkühlung.......................................73 6.1.1 Kristallisation einer Na 2 HP0 4 -Wasser-Lösung ......................... 73 6.1.2 Kristallisation unter dem Einfluß suspendierter Partikeln.................. 76 6.1.3 Kristallisation aus hochviskosen Lösungen............................. 82 6.2 Kristallisation bei der Verdampfung.....................................83 6.2.1 Kristallisation im Fallfilmverdampfer................................. 84 6.2.2 Kristallisation unter dem Einfluß suspendierter Partikeln.................. 87 6.3 Analytische Beschreibung der Belagbildung durch Kristallisation..............90 6.3.1 Belagbildung im Verdampfer mit konstanter Temperaturdifferenz .......... 90 6.3.2 Belagbildung und Stofftransport in der Filmströmung.................... 92 6.3.3 Vergleich mit Meßdaten ........................................... 93 6.3.4 Belagbildung bei konstanter Wärmestromdichte ........................ 94 6.3.5 Belagbildung unter Einfluß von Partikeln.............................. 96 7 Industrieller Einsatz ................................................... 98 7.1 Die Umwälzpumpe ..................................................98 7.2 Der Verdampferapparat...............................................99 7.3 Die Gestaltung des
Lösungskreislaufs....................................99 7.4 Auswahl und Einbau der Meßgeräte....................................100 7.5 Partikeln..........................................................100 7.6 Betrieb von Verdampferanlagen.......................................101 8 Zusammenfassung ................................................... 103 9 Literaturverzeichnis.................................................. 106
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