Gas/Flüssigkeits-Strömungen in Rohren

Zusammenfassung

In einer Vielzahl verfahrenstechnischer Anlagen werden Rohrleitungen gleichzeitig von einer gasförmigen und einer flüssigen Phase durchströmt. Beispielhaft seien hier Verdampfer, Kondensatoren oder Pipelines für den parallelen Transport von Erdöl und Erdgas genannt. Die entscheidende Aufgabe bei der Dimensionierung derartiger Rohrleitungen sowie der zugehörigen Antriebsaggregate besteht in der Bestimmung des Druckabfalls der zweiphasigen Strömung. Für diese Berechnungen ist eine zuverlässige Vorhersage der sich einstellenden Strömungsform sowie der Volumenanteile von Gas und Flüssigkeit erforderlich. Während bei der einphasigen Strömung in erster Linie der Turbulenzgrad und die Wandrauigkeit den Druckverlust charakterisieren, ist bei Gas/Flüssigkeits-Strömungen vor allem die fluiddynamische Wechselwirkung zwischen den Phasen maßgebend. Grundsätzlich ist in vertikalen oder geneigten Rohren auch ein Gegenstrom zwischen Gas und Flüssigkeit möglich, bei dem das Gas aufwärts und die Flüssigkeit abwärts strömen. In diesem Kapitel wird jedoch ausschließlich der Gleichstrom betrachtet, bei dem sich die beiden Phasen i. Allg. mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen.