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1. Ghaini, Aras. Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen.

Degree: 2011, Technische Universität Dortmund

Zusammenfassung Die vorliegende Arbeit behandelt ein Reaktorkonzept zur Durchführung mehrphasiger chemischer Reaktionen auf dem Gebiet der Mikroverfahrenstechnik. Hauptziel der Arbeit war es die flüssig/flüssig Propfenströmung in einer Kapillare auf die Anwesenheit eines Wandfilmes zu untersuchen und seinen Einfluss auf Strömungsdynamik und Stofftransport zu beurteilen. Hierzu wurden drei Verschiedene Untersuchungsmethoden gewählt, ein optisches Verfahren, ein mathematisches Berechnungsverfahren und ein elektrisches Messverfahren basierend auf der Dielektrizität der Flüssigkeiten. Um die für die Reaktionstechnik bedeutenden Vorgänge innerhalb der Kapillare experimentell zu untersuchen werde zunächst das lichtinduzierende Fluoreszensverfahren angewendet. Durch Messung der Intensitätsprofile konnte eine vollständige Benetzung der Kapillarwand durch eine Phase in fl/fl Systemen nachgewiesen werden. Die Ergebnisse zeigen ein charakteristisches Stofftransportverhalten für die verschiedenen untersuchten fl/fl Systemen. Die Viskosität der Flüssigkeiten hatte einen wesentlich höheren Einfluss auf die Hydrodynamik als erwartet wurde. Um das Strömungsverhalten der zweiphasigen Mikrokapillarströmung vorherzusagen wurde eine CFD Methodologie basierend auf der Finite-Volumen Methode und den inkompressiblen Navier-Stokes Gleichungen angewendet, wobei die Grenzfläche der Flüssigkeiten mithilfe der Volume-of-Fluid Methode als Randbedingung berechnet wurde. Durch die Simulationen konnte die Propfenentstehung und Strömung für verschiedene Stoffsysteme numerisch untersucht werden. Durch Darstellung von Vektorfeldern konnten Übereinstimmungen mit den zuvor experimentell gemachten Beobachtungen gefunden werden. Zusätzlich wurden Simulationen an einzelnen Propfen mit freier Oberfläche durchgeführt. Die Studien am Einzelpropfen zeigen die Entwicklung eines Wandfilms und sogar die charakteristische Durchbiegung beinahe stehender Propfen im Mikrokanal. Die berührungslose Methode, die auf der Messung der stoffspezifischen dielektrischen Leitfähigkeit der Strömung beruht, wies nicht die notwendige Messgenauigkeit auf um einen Wandfilm zu messen, erlaubte jedoch die Erfassung der Strömung hinsichtlich der Pfropfenlängen und Propfenabstände. Über die Unterscheidung der Phasen hinaus konnte eine Sensitivität der Messungen auf die Strömungsgeschwindigkeit beobachtet werden, womit sich die Methode als geeignetes Verfahren für eine kombinierte Durchflussmessung und Regelung in Mikrokanälen heraus stellt. Summary: Studies on liquid-liquid slug flow in the capillary microreactor for the intensification of mass-transfer limited reactions The presented work investigates a reactor concept for multiphase reactions in the field of micro-reaction engineering. The aim of this work is to proof the existence of a wall film in the liquid/liquid slug flow and to observe its effect on hydrodynamics and mass transport. Three different analytical methods were chosen for this purpose, an optical method, a mathematical method and an electical method based on the… Advisors/Committee Members: Agar, David W.

Subjects/Keywords: Mikrokanal; Mikroreaktor; Propfenströmung; Prozessintensivierung; Reaktionstechnik; Technische Chemie; 660

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APA (6th Edition):

Ghaini, A. (2011). Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen. (Thesis). Technische Universität Dortmund. Retrieved from http://hdl.handle.net/2003/29339

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Ghaini, Aras. “Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen.” 2011. Thesis, Technische Universität Dortmund. Accessed February 28, 2020. http://hdl.handle.net/2003/29339.

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MLA Handbook (7th Edition):

Ghaini, Aras. “Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen.” 2011. Web. 28 Feb 2020.

Vancouver:

Ghaini A. Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen. [Internet] [Thesis]. Technische Universität Dortmund; 2011. [cited 2020 Feb 28]. Available from: http://hdl.handle.net/2003/29339.

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Council of Science Editors:

Ghaini A. Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen. [Thesis]. Technische Universität Dortmund; 2011. Available from: http://hdl.handle.net/2003/29339

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2. Ghaini, Aras. Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen.

Degree: 2011, Technische Universität Dortmund

Die vorliegende Arbeit behandelt ein Reaktorkonzept zur Durchführung mehrphasiger chemischer Reaktionen auf dem Gebiet der Mikroverfahrenstechnik. Hauptziel der Arbeit war es die flüssig/flüssig Propfenströmung in einer Kapillare auf die Anwesenheit eines Wandfilmes zu untersuchen und seinen Einfluss auf Strömungsdynamik und Stofftransport zu beurteilen. Hierzu wurden drei Verschiedene Untersuchungsmethoden gewählt, ein optisches Verfahren, ein mathematisches Berechnungsverfahren und ein elektrisches Messverfahren basierend auf der Dielektrizität der Flüssigkeiten. Um die für die Reaktionstechnik bedeutenden Vorgänge innerhalb der Kapillare experimentell zu untersuchen werde zunächst das lichtinduzierende Fluoreszensverfahren angewendet. Durch Messung der Intensitätsprofile konnte eine vollständige Benetzung der Kapillarwand durch eine Phase in fl/fl Systemen nachgewiesen werden. Die Ergebnisse zeigen ein charakteristisches Stofftransportverhalten für die verschiedenen untersuchten fl/fl Systemen. Die Viskosität der Flüssigkeiten hatte einen wesentlich höheren Einfluss auf die Hydrodynamik als erwartet wurde. Um das Strömungsverhalten der zweiphasigen Mikrokapillarströmung vorherzusagen wurde eine CFD Methodologie basierend auf der Finite-Volumen Methode und den inkompressiblen Navier-Stokes Gleichungen angewendet, wobei die Grenzfläche der Flüssigkeiten mithilfe der Volume-of-Fluid Methode als Randbedingung berechnet wurde. Durch die Simulationen konnte die Propfenentstehung und Strömung für verschiedene Stoffsysteme numerisch untersucht werden. Durch Darstellung von Vektorfeldern konnten Übereinstimmungen mit den zuvor experimentell gemachten Beobachtungen gefunden werden. Zusätzlich wurden Simulationen an einzelnen Propfen mit freier Oberfläche durchgeführt. Die Studien am Einzelpropfen zeigen die Entwicklung eines Wandfilms und sogar die charakteristische Durchbiegung beinahe stehender Propfen im Mikrokanal. Die berührungslose Methode, die auf der Messung der stoffspezifischen dielektrischen Leitfähigkeit der Strömung beruht, wies nicht die notwendige Messgenauigkeit auf um einen Wandfilm zu messen, erlaubte jedoch die Erfassung der Strömung hinsichtlich der Pfropfenlängen und Propfenabstände. Über die Unterscheidung der Phasen hinaus konnte eine Sensitivität der Messungen auf die Strömungsgeschwindigkeit beobachtet werden, womit sich die Methode als geeignetes Verfahren für eine kombinierte Durchflussmessung und Regelung in Mikrokanälen heraus stellt.

Studies on liquid-liquid slug flow in the capillary microreactor for the intensification of mass-transfer limited reactions The presented work investigates a reactor concept for multiphase reactions in the field of micro-reaction engineering. The aim of this work is to proof the existence of a wall film in the liquid/liquid slug flow and to observe its effect on hydrodynamics and mass transport. Three different analytical methods were chosen for this purpose, an optical method, a mathematical method and an electical method based on the dielectricity of fluids.…

Advisors/Committee Members: Agar, David W..

Subjects/Keywords: Mikrokanal; Mikroreaktor; Propfenströmung; Prozessintensivierung; Reaktionstechnik; Technische Chemie; 660

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APA (6th Edition):

Ghaini, A. (2011). Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen. (Thesis). Technische Universität Dortmund. Retrieved from http://hdl.handle.net/2003/29477

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Ghaini, Aras. “Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen.” 2011. Thesis, Technische Universität Dortmund. Accessed February 28, 2020. http://hdl.handle.net/2003/29477.

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

MLA Handbook (7th Edition):

Ghaini, Aras. “Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen.” 2011. Web. 28 Feb 2020.

Vancouver:

Ghaini A. Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen. [Internet] [Thesis]. Technische Universität Dortmund; 2011. [cited 2020 Feb 28]. Available from: http://hdl.handle.net/2003/29477.

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Not specified: Masters Thesis or Doctoral Dissertation

Council of Science Editors:

Ghaini A. Untersuchung der flüssig-flüssig Propfenströmung im Kapillar-Mikroreaktor zur Intensivierung stofftransportlimitierter Reaktionen. [Thesis]. Technische Universität Dortmund; 2011. Available from: http://hdl.handle.net/2003/29477

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