wärtsströmenden Blasen, wodurch deren Nichterfassung und der Fehler des lokal gemessenen Gasgehalts steigen. DieseVermutung konntemit Videoaufzeichnungen bestätigt werden. Ergebnis Teil II: Blasenaufstiegsgeschwindigkeit Die Blasenaufstiegsgeschwindigkeit uB wurde (wie der lokale Gasgehalt auch) an verschiedenen radialen Positionen r gemessen. Anschließend wurde aus diesen Geschwindigkeiten der flächengewichtete Mittelwert berechnet (im Folgenden: Blasenaufstiegsgeschwindigkeit ūB,lok,M2A). Dieses Vorgehen wurde für drei verschiedeneVolumenströme ( G,GV(T, p) =0,6; 1,2; 2,4 m³/h) durchgeführt. Zur Validierung wird ūB,lok,M2A mit einer berechneten Blasenaufstiegsgeschwindigkeit uB,lok verglichen. Die Berechnung erfolgt über den Quotienten der zwei bekannten Größen Volumenstromund integraler Gasgehalt. In Abbildung 5 werden ūB,lok,M2A und uB,lok miteinander verglichen, wobei zu erkennen ist, dass die mit der Nadelsonde gemessene Blasenaufstiegsgeschwindigkeit ūB,lok,M2A im homogenen Strömungsregime annähernd mit der berechneten Größe uB,lok übereinstimmt. Im heterogenen StrömungsregimewiederumsinddieMessergebnisse von ūB,lok,M2A mit der Nadelsonde zu hoch. Die Abweichung der Geschwindigkeiten imheterogenen Regime ist auf einen systematischen Messfehler zurückzuführen, denn dieNadelsondenspitze zeigt nach unten und kann somit ausschließlichGeschwindigkeiten aufwärtsströmender Blasenmessen. ImhomogenenRegime liegen nur aufwärtsströmende Blasen vor, weshalb in diesemRegime die gemessene Aufstiegsgeschwindigkeit korrekt bestimmt wird. Im heterogenen Regime hingegen strömen im Randbereich der Blasensäule Blasen abwärts. Durch Addition der Geschwindigkeiten der auf- und abwärtsströmenden Blasen ergibt sich eine mittlere Blasenaufstiegsgeschwindigkeit. Da die nach unten zeigende Nadelsonde nur die Geschwindigkeiten der aufwärtsströmenden Blasen misst, ist die gemessene Blasenaufstiegsgeschwindigkeit höher als die vorliegendemittlere Aufstiegsgeschwindigkeit. Ergebnis Teil III: Sehnenlänge Die Sehnenlängenmessung erfolgte an der radialen Positionen r = 0 und ebenfalls bei drei Volumenströmen ( G,GV(T, p) =0,6; 1,2; 2,4m³/h). Zur Validierung dienenMessungen aus einer Vorgängerarbeit, in welcher die Sehnenlängen nicht in einer Blasenströmung, sondern in einer Einzelblasenkette gemessenwurden. Dies ermöglichte die Validierung der Ergebnisse durch eine Hochgeschwindigkeitskamera. Abbildung 6 vergleicht die Sehnenlängen der Einzelblasenkette (schwarz) mit den Sehnenlängen der Blasenströmung (blau), wobei zu erkennen ist, dass die Blasen in der Blasenströmung eine größere Sehnenlänge vorweisen. Der Unterschied ist darauf zurückzuführen, dass Blasen in einer Blasenströmung eine niedrigere Aufstiegsgeschwindigkeit haben als Blasen in der Einzelblasenkette, da in der Einzelblasenkette der Effekt des Windschattens auftritt. Durch die niedrigere Geschwindigkeit in der Blasenströmung erfahren die Blasen einen geringeren Widerstand und werden demnachweniger verformt (Abflachung der Blasen). Daher haben die Blasen in der Blasenströmung größere Sehnenlängen als die Blasen in der Einzelblasenkette. Zusammenfassung und Ausblick Mit den Ergebnissen dieser Arbeit konntenweitreichende Erkenntnisse zur Eignung der NadelAbb. 5: Auftragung der lokal gemessenen Aufstiegs- geschwindigkeit über der berechneten Aufstiegsgeschwindigkeit bei drei Volumenströmen von G,GV (T, p) = 0,6–2,4 m³/h Abb. 6: Vergleich der Sehnenlängen in der Blasenströmung mit Sehnenlängen von Blasen in einer Einzelblasenkette [9] Quelle: EBI Quelle: EBI 57 energie | wasser-praxis 04/2022
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