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In dieser Arbeit wurde erstmals das innovative Anstauprinzip in Füllkörperkolonnen verifiziert. Die Füllkörper mit unterschiedlicher spezifischer Oberfläche können entweder separat alternierend übereinander geschichtet (Anstaufüllkörperschichtung) oder homogen vermischt (Füllkörpermischung) werden. Das Betriebsverhalten beider Varianten ist stationär und reproduzierbar. An einer Füllkörpermischung wurden experimentelle Untersuchungen zur Hydrodynamik und Trennleistung durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen eine Anstauung der Flüssigphase, die jedoch nicht gleichmäßig über den Kolonnenquerschnitt verteilt ist, sondern lokal begrenzt. Eine Methode zur mathematischen Beschreibung der Fluiddynamik von Füllkörpermischungen, analog zu konventionellen Füllkörperschüttungen, wird vorgestellt und bewertet. Der Fokus liegt auf der Umsetzung des Anstauprinzips in Anstaufüllkörperschichtungen. Hierzu wurden in umfangreichen experimentellen Untersuchungen die Hydrodynamik und Trennleistung verschiedener Varianten ermittelt, die sich in Füllkörperkombination (Größe und Bauart) sowie im konstruktiven Aufbau unterscheiden. Eine detaillierte Betrachtung der Messunsicherheiten und eine Fortpflanzungsrechnung, sowie systematische Untersuchungen zum Einfluss des Aufbaus auf die Charakteristik und zur Maldistribution wurden durchgeführt. Abschließend wurden zwei Ansätze zur mathematischen Beschreibung der Fluiddynamik von Anstaufüllkörperschichtungen
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Umsetzung des Anstauprinzips in Füllkörperkolonnen, Manuela Arthkamp
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- 2017
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