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aktualisiert am 12. Juni 2024

ISBN 978-3-86853-834-2

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978-3-86853-834-2, Reihe Verfahrenstechnik

Paris Chasanis
Numerische Untersuchung reaktiver und nicht-reaktiver Trennprozesse in Mikrostrukturapparaten

147 Seiten, Dissertation Universität Paderborn (2011), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In den letzten Jahren haben mikroverfahrenstechnische Prozesse zunehmend das Interesse der Industrie und der Forschungsgemeinschaft geweckt. Diese Prozesse finden in Apparaten mit charakteristischen Abmessungen im Mikro- und Submillimeterbereich statt. Dies hat zur Folge, dass hohe spezifische Oberflächen sowie kleine Diffusionswege erzielt werden, was den Stofftransport intensiviert.

Der Fokus der bisherigen Forschungsaktivitäten zum Einsatz von Mikrostrukturapparaten lag im Bereich der Reaktions-, Misch- und Wärmeübertragungstechnik. Gegenüber den oben genannten Forschungsaktivitäten gibt es nur wenige publizierte Arbeiten im Bereich der Mikrotrenntechnik. Diese ist jedoch beim Aufbau eines mikrotechnischen Produktionsprozesses unentbehrlich.

Bereits entwickelte Kontaktierungsmethoden zweier Phasen im Mikromaßstab konnten bisher nur im Labormaßstab realisiert werden. Wesentlicher Grund für das Ausbleiben signifikanter Technologiesprünge auf dem Gebiet der Mikrotrenntechnik sind unzureichende Auslegungsgrundlagen. Insgesamt fehlen mehrskalige Modellierungskonzepte, die sowohl die komplexen Strömungsverhältnisse innerhalb der Mikrostrukturen, als auch die Kopplung der Phasen über Stofftransportmodelle beschreiben.

Im Rahmen dieser Arbeit werden CFD-basierte Modelle für vier unterschiedliche reaktive und nichtreaktive Mikrotrennprozesse, bei denen jeweils unterschiedliche Kontaktierungsmöglichkeiten zur Anwendung kommen, entwickelt. Die Modelle lassen sich infolge ihres universellen Charakters auf eine Vielzahl weiterer Mikrotrennprozesse anwenden. Sie stellen somit einen wichtigen Beitrag zum Aufbau einer Modellbibliothek für Mikrotrennprozesse, mit Hilfe derer mikroverfahrenstechnischspezifische Phänomene besser verstanden werden und die Auslegung und Optimierung von Mikrotrennapparaten vereinfacht wird, dar.