Impuls- und Energietransport in solarthermischen Systemen - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 349

Abb. 5.31 Strömungs-
formen in nicht beheizten
horizontalen (oder gering
geneigten) Rohren aus
(Huhn und Wolf 1975 )
• Schaumströmung: Diese Strömungsform stellt einen Übergang zwischen Pfropfen- und
Ringströmung dar. Sie entsteht, wenn die Turbulenz bei der Pfropfenströmung bei-
spielsweise durch Vergrößerung der Massenstromdichte erhöht wird. Die Schaumströ-
mung besteht aus unregelmäßigen großen und vielen kleinen Blasen und ist auffallend
instabil. Sie tritt meist bei größeren Rohrdurchmessern und höherem Druck auf.
• Ringströmung: Bei der Ringströmung bewegt sich an der Wand ein Flüssigkeitsfilm.
Das Gas strömt mit wesentlich höherer Geschwindigkeit im Kern. Ein Teil der Flüssig-
keit wird in Form von Tropfen im Gaskern transportiert. Von der Ringströmung wird
oft die Schwallströmung, bei der der Flüssigkeitsfilm unregelmäßig und pulsierend
strömt, und die Ring-Tropfen-Strömung, bei der der Gaskern mit sehr vielen Flüs-
sigkeitstropfen beladen ist und die sich bei größeren Gasgeschwindigkeiten einstellt,
unterschieden.
• Spritzerströmung: Bei der Spritzerströmung wird die gesamte Flüssigkeit in Form von
Tropfen vom Gas transportiert. Sie tritt nur bei hohen Gasgeschwindigkeiten und ge-
ringen Flüssigkeitsvolumenanteilen auf. Sie wird meist bei der Verdampfung unter hö-
herem Druck beobachtet.
Bei der Strömung von Zweiphasengemischen in einem waagrechten oder nur wenig ge-
neigtem Rohr treten andere Strömungsformen auf, da infolge der Schwerkraft und Dichte
die Flüssigkeit vorwiegend in der unteren Rohrhälfte und das Gas zum größten Teil in der
oberen strömt. Die Strömungsformen in einem waagrechten und in einem senkrechten
Rohr weichen umso mehr voneinander ab, je größer der Einfluss der Schwerkraft gegen-
über dem der Reibungskräfte auf die Strömung ist. Besonders bei geringen Geschwindig-
keiten bilden sich im waagrechten Rohr Strömungsformen aus, die im senkrechten Rohr
nicht beobachtet werden. Die Strömungsformen im waagrechten Rohr können in die Be-
reiche der Blasen-, Pfropfen-, Schichten-, Wellen-, Schwall-, Ring- und Spritzerströmung
eingeteilt werden. Die Abb. 5.31 skizziert diese Strömungsformen qualitativ.