Dichte stratifizierte Strömung

Die Dichte stratifizierte Strömung spielt bei der soltechnischen Gewinnung von Evaporiten aber auch bei anderen Operationen in der Kaverne und in Grubengebäuden (z. B. Rückverfüllung mit Sole) eine große Rolle.

Gemeinsam mit NGConsulting und CT IT Consulting wurde auf der Grundlage der Lichtschwächungsmessung eine Methodik entwickelt, im Labormaßstab die Dichte stratifizierte Strömung zweier unterschiedlich schwerer Solen in einem Glasbehälter zu beobachten, fotografisch aufzunehmen und daraus massenbilanztreu die Verteilung der Dichte des Fluids zu ermitteln. Dazu wird eine der Solen mit Methylenblau eingefärbt.

Für die quantitative Auswertung wurde eine Software entwickelt, die aus mehreren tausend Originalaufnahmen - aufgenommen alle 3s bis 5s - über eine kalibrierte Farbabhängigkeit die Dichteverteilung in der Sole berechnet. Vergleichbar mit einem Film kann so die Verteilung und Mischung der beiden Solen verfolgt werden.

Der entwickelte Algorithmus ist massenbilanztreu, so dass die gewonnenen Ergebnisse direkt nutzbar sind, um den beobachteten Verlauf zu quantifizieren oder das CFD Modell zu kalibrieren. Die dargestellten Profile zeigen die vertikale Dichteverteilung an ausgewählten Positionen des Glasbehälters.

Die durch die Versuche gewonnenen Ergebnisse helfen die Strömung in großräumigen Kavernen oder anderen Hohlräumen besser nachzuvollziehen. Durch Nachrechnen der Versuche mit dem CFD Modell wird der gewählte Modellansatz geprüft und das Modell justiert. So können auf dieser Grundlage die Erkenntnisse aus dem Labormaßstab mit dem Kavernenströmungsmodell auf großräumige Kavernen oder Hohlräume übertragen werden.

Dichteverteilung rho>1001g/l mit Vektoren der log.Strömungsgeschwindigkeit @ t=15min