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

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.