1 Problemstellung

Zur Auslegung verschiedener technischer Reaktoren (zB Extraktoren, Blasensäulen, begaste Bioreaktoren) ist eine Bestimmung der Stoffaustauschgeschwindigkeit zwischen der Dispersphase (Blasen, Tropfen) und der kontinuierlichen Phase notwendig. Diese Geschwindigkeit hängt sowohl vom Strömungszustand im Reaktor, der unter anderem durch die Phasenwechselwirkung beeinflusst wird, als auch von der Gröûe und Form der Phasengrenzfläche sowie von Grenzflächeneffekten auf Grund von Schwankungen in der Konzentration und der Grenzflächenspannung ab. Hinzu kommen die für den Stoffdurchgang notwendigen Stofftransportprozesse in beiden Phasen sowie das zugehörige thermodynamische Gleichgewicht. Die vollständige Wechselwirkung all dieser Effekte kann bei ingenieurtechnischen Anwendungen nicht berücksichtigt werden, so dass reduzierten Modellen und charakteristischen Kennzahlen eine groûe Bedeutung zukommt. Ein System dispergierter Tropfen kann in wesentlichen Aspekten durch die Betrachtung des Stoffübergangs am Einzeltropfen beschrieben werden. Dabei wird von einem kugelförmigen Tropfen, der verallgemeinernd hier auch für Blasen stehen soll, in einer kontinuierlichen Phase mit vernachlässigbaren Randeinflüssen ausgegangen. Dieses System ist mit gewissen Abstrichen sowohl experimentell als auch durch numerische Simulation zugänglich, so