Research / Forschung

Im Folgenden finden Sie eine Übersicht unserer aktuellen Forschungsprojekte. Für detaillierte Informationen, wählen Sie bitte das entsprechende Thema aus. 


 

Projekt Coffee

Orientierungsstruktur in fluiden Mischungen

Thermodynamische Zustandsgleichungen (ZGL) sind ein wichtiges Werkzeug zur Vorhersage der thermodynamischen Eigenschaften von fluiden Mischungen. Wenn die Komponenten in der Mischung sehr unterschiedliche polare Eigenschaften haben, gestaltet sich die Vorhersage mit herkömmlichen ZGL aber oftmals schwierig, da die Orientierungsstruktur im Fluid, die durch die präferentielle Ausrichtung polarer Moleküle zueinander entsteht, nicht direkt berücksichtigt wird.

Dieses Problem soll mit der Co-Oriented Fluid Functional Equation for Electrostatic interactions (COFFEE) adressiert werden. Zu diesem Zweck wurde COFFEE für Reinstoffe mit Hilfe von Daten zur Orientierungsstruktur aus molekularen Simulationen entwickelt und parametriert. Aktuell wird COFFEE für die Beschreibung von Mischungen weiterentwickelt. Dies geschieht mit Hilfe von Daten zur molekularen Orientierungsstruktur und zu Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichten für Mischungen aus molekularen Simulationen und Experimenten.


Entwicklung eines physikalischen basierten Modells zur Beschreibung der Viskosität von komplexen Mischungen

Die Viskosität von Mischungen kann ungewöhnliche Verläufe zeigen, die bislang durch Korrelation oder Mischungsregeln nur unzureichend wiedergegeben oder vorhergesagt werden. Dabei liegt diesen Modellen stets die Annahme zu Grunde, dass es sich bei den Mischungen im Wesentlichen um „ein“ Fluid handelt, dass im Vergleich zu den beteiligten Reinstoffen eine andere Viskosität aufweist. Dieses Modellbild wird auch „One-Fluid Theory“ genannt. In der irreversiblen Thermodynamik existiert neben diesem Konzept zur Modellierung der thermophysikalischen Stoffdaten in der Verfahrenstechnik noch die „Multi-Fluid Theory“, die jedoch auf Grund ihrer Komplexität selten angewandt wird. In dieser Arbeit soll diese Multi-Fluid Theory vereinfacht werden, um sie für die Anwendung in der thermischen Verfahrenstechnik gangbar zu machen.


Projekt Multi Fluid Theory

 

Phase Field Theory

Untersuchung der Thermodynamik und Strömung von dispersen Systemen in der Gegenwart von Wänden

Innerhalb der Prozesstechnik spielen Bildung und Stabilität von dispersen Systemen eine entscheidende Rolle bei der Auslegung sowie bei laufendem Prozessbetrieb. Disperse Systeme bestehen aus zwei oder mehr Phasen, welche kinetisch stabilisiert sind. Verfahren zur Destabilisierung können die Lamelle zwischen den Phasen disperser Systeme strapazieren und so manipulieren. Hierbei ist der Destabilisierungseffekt abhängig von dem Kontaktwinkel zwischen den drei Phasen. Für eine grundlegende Untersuchung bieten sich computergestützte Berechnungen an. Unterstützend werden theoretische Ansätze der Thermodynamik und Strömungssimulationen durch die Phase Field Theorie angewendet. Durch die Simulation mit der Phase Field Theorie kann ein besseres Verständnis des Schaumbildungsmechanismus durch gezieltere Variation von ausgewählten Einflussparametern aufgebaut werden.

Nach oben scrollen