Untersuchungen zu Druckentlastungsvorgängen nicht-schäumender, schäumender sowie reaktiver dreiphasiger Systeme

Poli, Marco

Untersuchungen zu Druckentlastungsvorgängen nicht-schäumender, schäumender sowie reaktiver dreiphasiger Systeme

dc.contributor.advisor	Steinbach, Jörg	en
dc.contributor.author	Poli, Marco	en
dc.contributor.grantor	Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften	en
dc.date.accepted	2007-11-16
dc.date.accessioned	2015-11-20T17:50:03Z
dc.date.available	2008-01-29T12:00:00Z
dc.date.issued	2008-01-29
dc.date.submitted	2008-01-29
dc.description.abstract	Druckbehälter bzw. Reaktoren müssen gegen eine Überschreitung des zulässigen Behälterdruckes mit Hilfe von Druckentlastungsarmaturen geschützt werden, um auch bei Betriebsstörungen den mechanischen, chemischen und thermischen Beanspruchungen sicher zu genügen. Derzeitige Auslegungsmethoden gelten jedoch nur für ein- oder zweiphasige Druckentlastungssysteme. Bei zusätzlichem Vorhandensein eines Feststoffs ist ein dreiphasiges Abströmen möglich, wobei die geringen Kenntnisse über die fluid- und thermodynamischen Vorgänge im Behälter die Notwendigkeit weitergehender Untersuchungen begründen. In der vorliegenden Arbeit werden daher systematisch die Druckentlastungsvorgänge von nicht-schäumenden, schäumenden sowie reaktiven dreiphasigen Systemen in Abhängigkeit von den Feststoffeigenschaften beschrieben. Im Labormaßstab konnte festgestellt werden, dass sich nicht-schäumende dreiphasige Systeme weitestgehend auf zweiphasige Systeme reduzieren lassen. Bei schäumenden dreiphasigen Systemen ist hingegen das Entlastungsverhalten stark vom Partikeldurchmesser, von der Oberflächenspannung, von der Art und Konzentration des Tensids sowie von der eingetragenen Rührerleistung abhängig. Zudem ist bei charakteristischem Aufwallverhalten mit einem deutlich langsameren Druckabbau und mit einem höheren Massenaustrag zu rechnen. Ferner wurde die Anwendbarkeit bestehender ein- und zweiphasiger Druckentlastungsmodelle auf dreiphasige Systeme mit Hilfe der Simulationsumgebungen SAFIRE/Vent (TU-HH) und gProms® geprüft. Durch die neuen Erkenntnisse aus dieser Arbeit lassen sich Notenspannungseinrichtungen anhand der abgeleiteten Auslegungsempfehlungen genauer berechnen und das dreiphasige Entlastungsverhalten im Prozess genauer vorhersagen. Zudem konnten neue Ansätze zur Modellierung des Feststoffaustrags abgeleitet werden, die für zukünftige Forschungsarbeiten bei der Entwicklung von Modellen zur Beschreibung von heterogenen reaktiven Gemischen mit dreiphasigem Aufwallen und Abströmen dienen. Gedruckte Version erschienen: ISBN 978-3639052473 im Vdm Verlag Dr. Müller	de
dc.description.abstract	Pressure vessels and/or reactors have to stand the mechanical, chemical and thermal stresses safely for the intended mode of operation. During operational upset conditions, these can be protected against excessive pressures by pressure relief devices. However, current design methods are applicable only to one- or two-phase pressure relief systems. But in the presence of solids, a three-phase discharge is possible. The lack of knowledge on the fluid- and thermodynamic behaviour in the reactor under these conditions justifies the investigations presented here. The pressure relief behaviour of non-foaming, foaming as well as reactive three-phase systems has been studied systematically by taking the solid properties into account. Experimental results have shown that on bench scale non-foaming three-phase systems behave like two-phase systems. However, the pressure relief of foaming three-phase systems differs and depends on surface tension, type and concentration of surfactant, particle diameter as well as the stirrer speed. The pressure drop in the reactor is significantly slower and the mass discharge is higher due to the typical level swell. Furthermore with the help of the simulation tools SAFIRE/Vent (TU-HH) and gProms® the applicability of two-phase pressure relief models has been tested for three-phase systems. Results of this work contribute significantly to a better design of pressure relief devices and help to make a more precise prediction of three-phase pressure relief behaviour. Moreover, the new approach can be applied for the modelling of solids discharge. It serves as a basis for future research work to develop a model for heterogeneous reactive mixtures with three-phase pressure relief. Printed version available: ISBN 978-3639052473 Vdm Verlag Dr. Müller	en
dc.identifier.isbn	9783639052473
dc.identifier.uri	urn:nbn:de:kobv:83-opus-17549
dc.identifier.uri	https://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/2058
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1761
dc.language	German	en
dc.language.iso	de	en
dc.rights.uri	http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/	en
dc.subject.ddc	620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten	en
dc.subject.other	Dreiphasiges System	de
dc.subject.other	Druckentlastung	de
dc.subject.other	Reaktion	de
dc.subject.other	Schaum	de
dc.subject.other	Sicherheitstechnik	de
dc.subject.other	Foam	en
dc.subject.other	Pressure relief	en
dc.subject.other	Reaction	en
dc.subject.other	Safety technology	en
dc.subject.other	Three-phase system	en
dc.title	Untersuchungen zu Druckentlastungsvorgängen nicht-schäumender, schäumender sowie reaktiver dreiphasiger Systeme	de
dc.title.translated	Investigations of pressure relief scenarios of non-foaming, foaming as well as reactive three-phase systems	en
dc.type	Doctoral Thesis	en
dc.type.version	publishedVersion	en
tub.accessrights.dnb	free	*
tub.affiliation	Fak. 3 Prozesswissenschaften::Inst. Prozess- und Verfahrenstechnik	de
tub.affiliation.faculty	Fak. 3 Prozesswissenschaften	de
tub.affiliation.institute	Inst. Prozess- und Verfahrenstechnik	de
tub.identifier.opus3	1754
tub.identifier.opus4	1669
tub.publisher.universityorinstitution	Technische Universität Berlin	en

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