Fallfilmverdampfung viskoser Reinstoffe unter Berücksichtigung der Einlaufgeometrie

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Fallfilmverdampfung viskoser Reinstoffe mit besonderem Fokus auf die Einlaufgeometrie. Zur Messung des Wärmeübergangs wurde ein Einrohr-Fallfilmverdampfer aus Edelstahl aufgebaut und betrieben. Der Wärmeübergang wurde mit Wasser und den viskosen Medien Propylenglykol und Cyclohexanol untersucht. Zur Variation der Einlaufgeometrie dienten ein Glattwehr und ein Turmwehr. Außerdem wurde die Fluiddynamik des Rieselfilms in Abhängigkeit von der Einlaufgeometrie im oberen Bereich einer unbeheizten Anlage untersucht. Eine computergestützte Methode zur Auswertung von fotografischen Aufnahmen wurde entwickelt, um die Fluiddynamik von Wasser/ Polyvinylpyrrolidon Lösungen zu analysieren.

Die Ergebnisse der Experimente zum Wärmeübergang zeigen, dass für viskose Medien die Korrelationen nach VDI Wärmeatlas [Schnabel et al., 2006, Abschnitt Md] nicht hinreichend zuverlässig sind. Ebenso können die Korrelationen nach Alhusseini [Alhusseini, 1995] und Weise [Weise, 2007], die für viskose Medien entwickelt wurden, die experimentell ermittelte Nusselt-Zahl sowohl qualitativ als auch quantitativ nicht zufriedenstellend beschreiben.