Modellierung der Einlaufstrecke und deren Auswirkungen auf die Verweilzeitverteilung in laminar durchströmten Rohren und Kanälen

Abstract

de

Für die Geschwindigkeitsverteilung im Einlaufbereich von laminar durchströmten Rohren und Kanälen werden ein 1-Bereichs- und ein 2-Bereichs-Modell vorgestellt. Diese ermöglichen die Berechnung der Verweilzeitverteilung unter dem Einfluss der Einlaufeffekte. Für den dispersionsfreien Fall kann eine analytische Lösung angegeben werden. Für die Betrachtung von Fällen mit Dispersion wird auf das Zellenmodell mit Platzwechselwahrscheinlichkeit (ZEMP) zurückgegriffen, dessen numerische Ergebnisse mit den schon früher vorgestellten halbempirischen Ansätzen für die Verweilzeitverteilung mit einer Gleichung verdichtet werden können. Diese Vorgehensweise ermöglicht die schnelle Quantifizierung der Auswirkungen verschiedener Einflussparameter auf die Verweilzeitverteilung von relativ kurzen Rohren und Kanälen.

Abstract

en

A one-range and a two-range model for the laminar velocity distribution in the entrance region of tubes and ducts are presented. These allow the calculation of the residence time distribution under the impact of the flow development in the hydrodynamic entrance region. For the dispersion-free case, an analytical solution is given. A cell model with place-changing probability (ZEMP) is applied for the consideration of dispersion. This approach allows the fast quantification of the influence of different parameters on the residence time distribution for relatively short pipes and ducts. The numerical results are compared with earlier presented results of semi-empirical models.