5. Strömungen in Rohrleitungen

Wesentliche Inhalte des Kapitels sind die Erläuterung und Berechnung des Druckverlusts sowie des Stoffübergangs bei Rohrströmungen. Zunächst wird die Fluiddynamik anhand der Geschwindigkeitsprofile bei laminarer und turbulenter Strömung erläutert. Darauf basierend wird der Widerstandsbeiwert zur Berechnung des Druckverlusts eingeführt und dessen Abhängigkeit von der Reynoldszahl und der Rohrrauigkeit dargestellt. Die Bestimmung des Stoffübergangs erfolgt anschließend mittels einer differenziellen Massenbilanz, die zu dimensionslosen Berechnungsgleichungen für die Sherwoodzahlen führt. Die Analogien und Besonderheiten des konvektiven Wärmeübergangs werden im Folgenden erläutert. Die Auswirkungen heterogener chemischer Reaktionen auf den Stoffübergang sowie nicht-Newtonscher Flüssigkeiten auf die Fluiddynamik werden abschließend ebenso dargestellt wie auftretende Dispersionseffekte.