Strömung siedender Flüssigkeiten

Zusammenfassung

Bei den bisherigen Betrachtungen hatten wir die Gasphase als existent vorausgesetzt, ohne uns Gedanken über ihre Entstehung zu machen, und nur die hydrodynamischen Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeit und Gas diskutiert. Gas-Flüssigkeits-Gemische, bei denen beide Phasen aus derselben Substanz bestehen und die sich im thermodynamischen Gleichgewicht oder zumindest nicht sehr weit weg davon befinden, sind meist durch Verdampfen einer Teilmenge der Flüssigkeit entstanden. Solche Verdampfungsprozesse sind in der Energie- und Verfahrenstechnik besonders häufig. Erinnert sei an Strömungen in den Siederohren von Dampferzeugern für Kraftwerke oder im Kern von Siedewasserreaktoren. Gas-Flüssigkeits-Gemische können aber auch durch teilweise Kondensation der Dampfphase entstehen. Erfolgt diese Kondensation durch Wärmeabfuhr an einer Wand, so entsteht eine Rieselfilmströmung und man kann beide Phasen strömungstechnisch weitgehend getrennt behandeln, da der Dampf keine Flüssigkeitstropfen und der Flüssigkeitsfilm keine Dampfblasen enthält. Man spricht dann nicht im strengen Sinne von einem Gas-Flüssigkeits-Gemisch. Kondensation tritt aber auch bei der Entspannung in Turbinen auf, die sich dabei entwickelnden Flüssigkeitströpfchen sind so klein, daß sie der Schleppkraft der Gasströmung fast trägheitslos folgen, und für diese Sprühströmung gelten homogene Ansätze in guter Näherung.