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Mikrofluidisches Mischen als Bestandteil mikroreaktionstechnischer Modellierung

Herrn Professor Dr. rer. nat. Rolf Kümmel zum 65. Geburtstag
 
: Deerberg, G.; Grän-Heedfeld, J.; Hennig, T.; Weidner, E.

:

Chemie- Ingenieur- Technik 77 (2005), Nr.10, S.1501-1511
ISSN: 0009-286X
ISSN: 1522-2640
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz
Fraunhofer UMSICHT Oberhausen ()
computational fluid dynamic (CFD); microstructure; mixing; modelling; Fluid; microtechnology; reaction engineering; numerische Strömungsmechanik; Mikrostruktur; Mischen; Modellierung; Mikrotechnik; Reaktionstechnik

Abstract
"Für das ein- und mehrphasige Mischen in Mikrostrukturen sind multiple Methoden und Konstruktionen entwickelt worden. Ziel dieser Entwicklungen ist eine im Idealfall auf molekularer Ebene homogene Vermischung der Fluide unter laminaren Strömungsbedingungen. Ein grundlegendes Verständnis des laminaren Mischvorgangs ist bislang jedoch noch nicht erreicht worden. Aktuelle Forschungsarbeiten untersuchen daher die Vermischung in einfachen Mikrostrukturen experimentell und mit Simulationsmethoden. Moderne experimentelle Messmethoden liefern lokal hoch aufgelöste Daten, die mit CFD-Simulationen im Einklang stehen. Die CFD-Simulation bietet sich somit als geeignetes Mittel zur Generierung fluiddynamischer Daten an. Sind fluiddynamische Informationen in ausreichendem Maß vorhanden, können untersuchte Strömungsbereiche auch mit vereinfachten semi-empirischen Modellen abgebildet werden. Hierfür eignen sich Zellennetzmodelle, die aufgrund der stark reduzierten geometrischen Abbildung auch chemische Reaktionen mit berücksichtigen können. Der Beitrag fasst gängige Misch- und innovative Messprinzipien, die in Mikrostrukturen angewandt werden, zusammen, stellt Erkenntnisse dar, die sich aus CFD-Simulationen in einfachen Mikromischergeometrien ableiten lassen, und beschreibt eine Methodik, mit der Zellennetzmodelle für praxisorientierte reaktionstechnische Anwendungen parametriert werden können."

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-34737.html