Investigation of Pressure Drop and Dynamic Instabilities in Two-phase Flow

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• Publisher: Cuvillier Verlag
• Year: 2020
• eBook ISBN:
  9783736963269
• Print ISBN:
  9783736973268
• Edition: 1

Zweiphasenströmungen, insbesondere Wasser/Dampf-Strömungen, sind für die Auslegung und den Betrieb thermohydraulischer Systeme nach wie vor von großem Interesse. Diese Arbeit befasst sich mit der Untersuchung des Druckverlustes und dynamischer Instabilitäten (hier Dichtewellenoszillationen) in Wasser/Dampf-Strömungen mittels zweier unterschiedlicher Ansätze unter praxisnahen Bedingungen. Zum einen wird ein Versuchsstand entwickelt, aufgebaut und in Betrieb genommen, um mit diesem entsprechende Versuche an einem Verdampferrohr durchzuführen. Zum anderen werden dynamische Simulationen mit einem homogenen ("mixture flow") und einem heterogenen ("two-fluid") Strömungsmodell durchgeführt und miteinander und mit den Messdaten verglichen. Die experimentellen und numerischen Ergebnisse lassen sich schließlich in dimensionslosen Stabilitätskarten zusammenfassen, welche die Betriebsgrenzen beschreiben, bei denen Dichtewellenoszillationen in thermohydraulisch ähnlichen Systemen auftreten können.

Table of contents

• Preface
• Kurzzusammenfassung
• Abstract
• Chapter 1 Introduction
• 1.1 Motivation
• 1.2 State-of-the-art
• 1.3 Objectives
• 1.4 Publications and contributions associated with thisresearch work
• Chapter 2 Background
• 2.1 Two-phase flow basics
• 2.2 Two-phase flow instabilities
• Chapter 3 Two-phase flow test rig
• 3.1 Design of the test rig
• 3.2 Commissioning of the test rig
• Chapter 4 Dynamic simulation of two-phase flow
• 4.1 Mathematical modeling of two-phase flow
• 4.2 Numerical solution method of the APROS simulationsoftware
• 4.3 Modeling
• Chapter 5 Experimental results
• 5.1 Experimental procedure and operating points
• 5.2 Steady-state pressure drop
• 5.3 Density wave oscillations
• Chapter 6 Dynamic simulation results
• 6.1 Steady-state pressure drop
• 6.2 Density wave oscillations
• Chapter 7 Conclusion and Outlook