Partielle Kondensation eines binären Dampfgemisches ineinander unlöslicher Flüssigkeiten bei erhöhten Drücken:
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2002
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Autor: Mönning, Christian
Jahr: 2002
V
Inhalt s Verzeichnis
1 Einleitung und Ausgangssituation 1
1.1 Zielsetzung 2
2 Grundlagen der Kondensation heteroazeotroper Gemische 4
2.1 Phasenübergang gasförmig/flüssig 5
2.2 Formen ineinander unlöslicher Kondensatgemische 6
2.2.1 Eigene visuelle Untersuchungen 8
2.3 Literaturvergleich 13
2.3.1 Untersuchungen von Bernhardt et al 13
2.3.2 Untersuchungen von Akbrs und Turner 13
2.3.3 Untersuchungen von Marmai 15
2.4 Inertgaseinfluss 16
3 Versuchsanlage 20
3.1 Versuchsstoffführung 20
3.1.1 Aufbereitung des Dampfgemisches 20
3.1.2 Inertgaszufuhr 22
3.1.3 Kondensatmassenstrom 22
3.1.4 Trennung der flüssigen Komponenten 23
3.1.5 Restdampf 23
3.2 Messstrecke 24
3.2.1 Kühlung 27
3.3 Messverfahren und Definition der Massenströme 28
3.4 Messtechnik 28
3.4.1 Massenströme im Eintritt 29
3.4.2 Druckmessung 30
3.4.3 Temperaturmessung 30
3.4.4 Kondensat-, Entrainment- und Restdampfmassenstrom 32
3.5 Messwertverarbeitung 33
4 Versuchsdurchführung 34
5 Experimente 35
5.1 Versuchsübersicht 36
5.2 Einzelne Messergebnisse 39
5.3 Fehlerbetrachtung 41
6 Auswertung der Kondensationsversuche 44
6.1 Startwert und schrittweise Berechnung 44
6.2 Wärmestromdichten 45
6.3 Temperatur des Gas/Dampf-Gemisches 48
6.4 Transportvorgänge im gasformigen Gemisch 50
6.4.1 Konzentrationsverläufe 50
6.4.2 Diffusion in Mehrstoffsystemen 52
6.4.3 Effektiver DiffusionskoefHzient nach Wilke 53
6.5 Berechnung des Phasengleichgewichts 55
6.5.1 Kondensation zweier Stoffe aus einem Ternärgemisches 56
6.5.2 Kondensation eines Stoffes aus einem Ternärgemisch 57
6.6 Bestimmung der Transportkoeffizienten 58
6.6.1 Wärmedurchgang im Kondensatfilm 58
6.6.2 Modifikationen für den Wärmeübergang im zweiphasigen Kondensat 61
6.6.3 Gasseitiger Wärme- und Stoffübergang 63
6.6.4 Impulsaustausch 66
7 Vergleich der Simulation mit experimentellen Ergebnissen 68
7.1 Kondensation von Versuchsgemischen mit eutektischer Zusammensetzung . 68
7.1.1 Ansatz von Hoon und Burnsidb 73
7.1.2 Eigener Vorschlag 77
7.2 Kondensation nicht-eutektischer Gas/Dampf-Gemische 81
7.2.1 Berechnung nach Akbrs und Turner und Bernhardt et al. . . 82
7.2.2 Berechnung nach Hoon und Burnside 84
7.2.3 Überprüfung des eigenen Ansatzes bei nicht-eutektischen Einstel¬
lungen 87
7.2.4 Überprüfung der Flächenanteile aus dem eigenen Vorschlag 89
7.2.5 Übergang von Ein- zur Zweistoffkondensation 93
7.3 Einflüsse auf die Kondensatbildung 95
7.3.1 Inertgaseinfuss 95
7.3.2 Einfluss der Kondensattemperatur 95
7.3.3 Einflüsse der Versuchsanlage auf die Qualität der Experimente ... 96
7.4 Schlussfolgerung 96
8 Zusammenfassung 99
9 Formelzeichen 101
Literatur 104
Anhang 109
A Meßergebnisse 109
A.l Eutektische Versuchsreihen 109
A.2 Nicht-eutektische Versuchsreihen 119
A.3 Gemessene Wandtemperaturen 131
A.4 Stoffwerte 137
A.4.1 Reine Gase 137
A.4.2 Gasgemische 140
A.4.3 Reine Flüssigkeiten 142
A.4.4 Stoffspezifische Konstanten von n-Heptan 143
A.4.5 Stoffspeziflsche Konstanten von Wasser 144
A.4.6 StofFspezifische Konstanten von Stickstoff 145
A.4.7 StofFspezifische Konstanten von CO2 146
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