Pfropfenströmung

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Pfropfenströmung

Pfropfenströmung (auch Kolbenströmung, engl.: plug flow) ist ein Begriff aus der Strömungslehre und der Reaktionstechnik und charakterisiert eine idealisierte Form, in der eine Flüssigkeit oder ein Gas ein Rohr durchströmen kann.

Liegt in einem Rohrreaktor eine Pfropfenströmung vor, so kann der Zustand des Reaktiongemisches (z. B. Zusammensetzung, Temperatur, etc.) in Strömungsrichtung variieren, für jeden einzelnen Querschnitt senkrecht zur Fließrichtung hingegen ist der Zustand des Reaktionsgemisches gleich. Damit haben alle in das Rohr eintretenden Volumenelemente die gleiche Verweilzeit im Reaktor. Bildlich gesehen durchströmt die Flüssigkeit oder das Gas das Rohr als wären sie eine Anreihung leicht durch das Rohr gleitender Pfropfen. Diese Annahme ist insofern stark vereinfachend, als ein reales Fluid an den Rohrwänden langsamer als in der Rohrmitte strömt und sich somit weniger einzelne Scheiben gleicher Konzentration als verschachtelte hohlkegelförmige Gebilde hintereinander reihen. Dieser Effekt ist bei hochviskosen Fluiden stärker ausgeprägt als bei solchen geringerer Viskosität.