Zusammenfassung
Feststoffschüttungen oder Haufwerke sind geordnete oder regellose Anordnungen von Einzelkörpern verschiedener Form. Technisch bedeutsame Feststoffschüttungen sind Festbetten bzw. Füllkörperschüttungen. Festbetten werden in zahlreichen verfahrenstechnischen Apparaten eingesetzt, z. B. in Reaktoren, Adsorbern, Ionenaustauschern, Chromatografiesäulen, Tiefenfilter und Hochöfen, um nur einige Beispiele zu nennen. Auch Füllkörper- sowie Packungskolonnen können vereinfachend als Feststoffschüttungen angesehen werden. Da diese für die thermischen Trennverfahren, Rektifikation und Ab- bzw. Desorption eingesetzt werden, erfolgt ihr Betrieb allerdings zweiphasig (s. Kap. 13). Festbetten können demgegenüber sowohl ein-, zwei- oder mehrphasig betrieben werden. Grundsätzlich stellt der Feststoff zwar bereits eine zweite Phase neben dem strömenden Medium dar, in den weiteren Betrachtungen wird er jedoch analog zur Rohrwand (Kap. 5) bzw. zur Oberfläche einer ebenen Platte (Kap. 6) nicht als weitere Phase angesehen, da er in diesem Kapitel als unbeweglich und inert behandelt wird. In diesem Sinne werden im Weiteren die physikalischen Grundlagen bei der einphasigen Durchströmung von ruhenden Feststoffschüttungen vorgestellt.
This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
Notes
- 1.
Sabri Ergun 1918–2006, geboren in der Türkei, studierte Chemical Engineering an der Columbia University und promovierte an der Technischen Universität in Wien. Danach lebte er in den USA und forschte an verschiedenen Einrichtungen im Bereich der Festkörperphysik und Brennstoffforschung.
- 2.
Der Carnotsche Stoßverlust entsteht bei der unstetigen Erweiterung eines Strömungsquerschnitts. Infolge starker Wirbelbildung in der Strömung hinter der Erweiterung kommt es zu Druckverlusten.
- 3.
Speziell hierzu s. Gnielinski 2002.
- 4.
nach (Mackowiak 1991).
- 5.
nach (Beek et al. 1999).
- 6.
Nach (Wronski et al. 1998).
Literatur
Allgemein
Baehr HD, Stephan K (2010) Wärme- und Stoffübertragung. 7. Aufl. Springer, Berlin
Brauer H (1971) Grundlagen der Einphasen- und Mehrphasenströmungen. Verlag Sauerländer, Aarau
Mackowiak J (1991) Fluiddynamik von Kolonnen mit modernen Füllkörpern und Packungen für Gas/Flüssigkeitssysteme. Salle, Frankfurt a. M.
Tsotsas E (1990) Über die Wärme- und Stoffübertragung in durchströmten Festbetten. Fortschr-Ber VDI Reihe 3 Nr 223. VDI-Verlag, Düsseldorf
Westerterp KR, van Swaaij WPM, Beenackers AACM (1984) Chemical reactor design and operation. Wiley
Speziell
Achenbach E (1982) Druckverlust von durchströmten Kugelschüttungen bei hohen Reynoldszahlen. Chem Ing Tech 54:66–67
Beek WJ, Muttzall KM, van Heuven JG (1999) Transport Phenomena. 2 Aufl. John Wiley & Sons, Chichester
Billet R (1995) Packed towers. Wiley-VCH, Weinheim
Bischoff KB (1969) A note on gas dispersion in packed beds. Chem Eng Sci 24:607
Brauer H (1960) Eigenschaften der Zweiphasen-Strömung bei der Rektifikation in Füllkörpersäulen. Dechema Monographien 37:7–78
Edwards MF, Richardson JF (1968) Gas dispersion in packed beds. Chem Eng Sci 23:109–123
Eppinger T, Seidler K, Kraume M. (2011) DEM-CFD simulations of fixed bed reactors with small tube to particle diameter ratios. Chem Eng J 166:324–331
Ergun S (1952) Fluid flow through packed columns. Chem Eng Program 48(2):89–94
Freund H (2008) Ortsaufgelöste Simulation von Transportprozessen in durchströmten Festbetten. Shaker, Aachen
Gillespie BM, Crandall ED, Carberry JJ (1968) Local and average interphase heat transfer coefficients in a randomly packed bed of spheres. AIChEJ 14:483–490
Gnielinski V (1975) Berechnung mittlerer Wärme- und Stoffübertragungskoeffizienten an laminar und turbulent überströmten Einzelkörpern mit Hilfe einer einheitlichen Gleichung. Forsch Ing Wes 41:145–153
Gnielinski V (1978) Gleichungen zur Berechnung des Wärme- und Stoffaustausches in durchströmten ruhenden Kugelschüttungen bei mittleren und großen Pecletzahlen. Verfahrenstechnik 12:363–366
Gnielinski V (2002) Wärmeübergang Partikel-Fluid in durchströmten Haufwerken. In: Gesellschaft VDI Gesellschaft (Hrsg) VDI-Wärmeatlas, 9. Aufl. VDI Verlag, Düsseldorf, S 1–2
Jeschar R (1964) Druckverlust in Mehrkornschüttungen aus Kugeln. Arch Eisenhüttenwesen 35:91–108
Krischer O, Kast W (1992) Die wissenschaftlichen Grundlagen der Trocknungstechnik, Bd 1, 3. Aufl. Springer, Berlin
Levenspiel O, Bischoff KB (1963) Patterns of flow in chemical process vessels. Advances in Chemical Engineering IV. Academic, London
Mersmann A (1985) Stoffübertragung. Springer, Berlin
Mersmann A, Deixler A (1986) Packungskolonnen. Chem Ing Tech 58:19–31
Reichelt W (1972) Zur Berechnung des Druckverlusts einphasig durchströmter Kugel- und Zylinderschüttungen. Chem Ing Tech 44:1068–1071
Roblee LHS, Baird RM, Tierney JW (1958) Radial porosity variations in packed beds. AIChEJ 4:460–464
Sauter J (1926) Die Größenbestimmung der im Gemischnebel von Verbrennungskraftmaschinen vorhandenen Brennstoffteilchen. Forsch. Geb. Ingenieurwesen, N. 279. VDI-Verlag
Schlünder EU (1977) On the mechanism of mass transfer in heterogeneous systems in particular in fixed beds. Chem Eng Sci 32:845–851
Sorensen JP, Stewart WE (1974) Computation of forced convection in slow flow through ducts and packed beds. Part II: velocity profile in a cubic array of spheres. Chem Eng Sci 29:819–825
Stichlmair J (2002) Distillation and rectification. In: Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry, 7. Aufl. Wiley-VCH, Weinheim
Wirth KE (2002) Druckverlust bei der Strömung durch Schüttungen. In: Gesellschaft VDI Gesellschaft (Hrsg) VDI-Wärmeatlas, 9. Aufl, VDI Verlag, Düsseldorf, S 1–5
Wronski S, Pohorecki R, Siwinski J (1998) Numerical problems in thermodynamics and kinetics of chemical engineering processes. Begell House, New York
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Rights and permissions
Copyright information
© 2012 Springer-Verlag Berlin Heidelberg
About this chapter
Cite this chapter
Kraume, M. (2012). Einphasig durchströmte Feststoffschüttungen. In: Transportvorgänge in der Verfahrenstechnik. VDI-Buch. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-25149-8_8
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-25149-8_8
Published:
Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg
Print ISBN: 978-3-642-25148-1
Online ISBN: 978-3-642-25149-8
eBook Packages: Computer Science and Engineering (German Language)