319.032 Singlephase and Multiphase Flows
This course is in all assigned curricula part of the STEOP.
This course is in at least 1 assigned curriculum part of the STEOP.

2020W, VU, 3.0h, 4.0EC
Lecture TubeTUWEL

Properties

  • Semester hours: 3.0
  • Credits: 4.0
  • Type: VU Lecture and Exercise
  • LectureTube course
  • Format: Presence

Learning outcomes

After successful completion of the course, students are able to
1.) formulate stress-srtain relations relations of viscous and viscoelastic fluids and to apply them to simple shear flows.
2.) Set up mass and momentum or balance of forces for control volumes in a shear flow and thus derive and solve the equations of motion for simple shear flows.
3.) describe or explain föpw-effects that only occur with viscoelastic fluids.
4.) describe and explain normal-stress-effects of non-Newtonian fluids.
5.) establish the equations of motion for simple shear flows (Couette flow, pipe and film flows) for Newtonian and non-Newtonian fluids and to solve them for fully developed flows.
6.) Set up and interpret the basic equations and boundary conditions for incompressible flows.
7.) apply the concept of mechanical similarity to flows and indicate the corresponding dimensionless measures.
8.)  calculate the flow around spheres and bubbles in case of small and large Reynolds numbers.
9.) specify the bubble and drop shape or resistance for different areas of the Reynolds and Weber numbers.
10.) to characterize potential flows and to calculate them in simple cases.
11.) to calculate the steady rise or fall rate of bubbles or drops in another fluid.
12.) to explain cavitation and the collapse of cavitation bubbles.
13.) describe the decay of liquid jets.
14.) to calculate the speed of sound in a compressible fluid (ideal gas or gas/liquid mixture).
15.) to calculate the mass flow of a compressible fluid through a (Laval) nozzle.
16.) to qualitatively describe the compressible flow through and behind a nozzle.
17.) to characterize flow forms of multiphase flows. 18.) Give the equations of state of homogeneous gas/liquid mixtures.
19.) calculate the speed of sound of a homogeneous gas-liquid mixture.
20.) To calculate one-dimensional, homogeneous two-phase flows with and without friction.
21.) describe two-phase flows with relative velocity.
22.) derive and apply the drift flow model.
23.) describe and calculate sedimentation problems by solving a kinematic wave equation.
24.) to solve the problems in the exercise collection.
25.) to answer the questions in the questionnaire correctly.

 

Subject of course

Simple shear flows (Couette flow, pipe flow) of Newtonian and non-Newtonian fluids; liquid films; motion of solid particles, liquid drops and gas bubbles; cavitation bubbles; disintegration of liquid jets;  homogeneous two-phase flows (speed of sound, pipe flow, nozzle flow) and two-phase flows with relative motion (solid bed, fluidised bed, sedimentation).

Teaching methods

Excercises and applications will be presented. A collection of examples and a catalog of theoretical question should help preparing for the written tests.

Mode of examination

Immanent

Additional information

Die Übungseinheiten werden von Marco Annerl gehalten.

Lecturers

Institute

Course dates

DayTimeDateLocationDescription
Thu08:00 - 10:0008.10.2020 - 19.11.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT lecture
Thu12:00 - 13:0008.10.2020 - 28.01.2021GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Exercises
Singlephase and Multiphase Flows - Single appointments
DayDateTimeLocationDescription
Thu08.10.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT lecture
Thu08.10.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Exercises
Thu15.10.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT lecture
Thu15.10.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Exercises
Thu22.10.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT lecture
Thu22.10.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Exercises
Thu29.10.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT lecture
Thu29.10.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Exercises
Thu05.11.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT lecture
Thu05.11.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Exercises
Thu12.11.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT lecture
Thu19.11.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT lecture
Thu14.01.202112:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Exercises
Thu21.01.202112:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Exercises
Thu28.01.202112:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Exercises

Examination modalities

Three written exams + 2 homeworke, see Course Dates.

 

Group dates

GroupDayTimeDateLocationDescription
Besuch im Vortmann-HörsaalThu08:00 - 13:0008.10.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Singlephase and Multiphase Flows Besuch im Vortmann-Hörsaal
Besuch im Vortmann-HörsaalThu08:00 - 13:0015.10.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Singlephase and Multiphase Flows Besuch im Vortmann-Hörsaal
Besuch im Vortmann-HörsaalThu08:00 - 13:0022.10.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Singlephase and Multiphase Flows Besuch im Vortmann-Hörsaal
Besuch im Vortmann-HörsaalThu08:00 - 13:0029.10.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Singlephase and Multiphase Flows Besuch im Vortmann-Hörsaal
Besuch im Vortmann-HörsaalThu08:00 - 13:0005.11.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Singlephase and Multiphase Flows Besuch im Vortmann-Hörsaal

Course registration

Begin End Deregistration end
31.08.2020 13:00 27.10.2020 08:34 27.10.2020 14:15

Registration modalities:

Dieses Jahr dient die Anmeldung zur VU Ein- und Mehrphasenströmungen einerseits der Durchführung dieser Lehrveranstaltung, andererseits aber auch der Organisation des Besuchs des Vortmann-Hörsaals, und zwar für den gesamten Donnerstag. Die Lehrveranstaltungen beginnen am 8. Oktober.

Gruppenanmeldung

Falls Sie in den Hörsaal kommen möchten, müssen Sie sich in der Gruppe des entsprechenden Tages anmelden. Diese Anmeldung gilt für den Vortmann-Hörsaal für den gesamten Tag. Sie können sich bis zum Dienstag davor, 9:00 Uhr anmelden. Bis spätestens Dienstag, 12 Uhr wird Ihre Anmeldung bestätigt oder abgelehnt. Die Auswahl erfolgt per Zufall, der Zeitpukt der Anmeldung hat keinen Einfluss. Falls Ihre Anmeldung abgelehnt wurde, können Sie nicht in den Hörsaal kommen. Sie erhalten aber in der darauffolgenden Woche einen Fixplatz. Melden Sie sich bitte ab, falls Sie doch verhindert sind.

Ein- und Mehrphasenströmungen

Mit Ihrer Anmeldung erhalten Sie Zugriff auf die im tuwel-Kurs enthaltenen Lehrmaterialien. Bitte melden Sie sich auch zu den drei Prüfungen 1. Test, 2. Test und 3. Test an und gegebenenfalls auch ab. Diese Prüfungen sind nur formal angelegt und dienen einzig dazu, die Teilnehmerzahlen für die drei Tests zu eruieren.

Group Registration

GroupRegistration FromTo
Besuch im Vortmann-Hörsaal02.10.2020 08:0007.10.2020 14:00
Besuch im Vortmann-Hörsaal08.10.2020 08:0015.10.2020 13:00
Besuch im Vortmann-Hörsaal15.10.2020 08:0022.10.2020 13:00
Besuch im Vortmann-Hörsaal22.10.2020 08:0029.10.2020 13:00
Besuch im Vortmann-Hörsaal29.10.2020 08:0003.11.2020 09:00

Curricula

Study CodeSemesterPrecon.Info
033 273 Chemical and Process Engineering 5. SemesterSTEOP
Course requires the completion of the introductory and orientation phase

Literature

L. Prandtl et al.: Führer durch die Strömungslehre. 9. Aufl., Vieweg, 1990.
C. Brennen: Fundamentals of Multiphase Flow. Cambridge, 2005.
H. Brauer: Ein- u. Mehrphasenströmungen. Sauerländer, 1971.
H.A. Barnes et al.: An Introduction to Rheology. Elsevier, 1989. 
H. Kuhlmann: Strömungsmachanik. Pearson, 2007.
W. Schneider et al.: Repetitorium Thermodynamik. 3. Aufl., Oldenbourg, 2012.

 

Preceding courses

Language

German