Erweiterung der Berechnungsgrundlagen für Mehrphasenpumpen auf MDA’s in Leitungsnetzwerken zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen Subsea, on- und offshore unter Berücksichtigung des bedarfsgerechten Transports

Für die Förderung komplexer Kohlenwasserstoffgemische, wie sie in der Erdöl- und Erdgasförderung vorliegen, ist eine effiziente, sichere und ökologische Technik notwendig. Dies betrifft insbesondere die Förderung im maritimen Bereich wie in der Tiefsee und in polaren Gebieten. Für die Auslegung maritimer Multiphasentransportnetzwerke werden auf Basis grundlegender Kenntnis der Mechanismen der Transportprozesse in mehrphasigen Fluidsystemen in vernetzten Rohrleitungen und in mehrphasig durchströmten Apparaten und Maschinen Berechnungsgrundlagen entwickelt. Dazu werden die transienten Vorgänge gesättigter mehrphasiger Fluidströmungen in geneigten Rohrleitungen experimentell im Technikumsmasstab erforscht und simulativ beschrieben. Die numerischen Berechnungen geben die Strömungsformen und die entsprechenden Druckverluste für zwei kontinuierliche Phasen in gesättigten Flüssigkeiten befriedigend wieder, lokale Desorptions- und Sorptionsvorgänge in gesättigten Flüssigkeiten dagegen nicht. Diese führen zu erheblich ungleicher Gasverteilung und zu sehr instationären Strömungsvorgängen, Phasenverteilungen etc. Analoges gilt für verzweigte Rohrleitungen. Für sehr geringe Volumenströme werden die experimentell bestimmten Druckverluste durch die Simulation wiedergegeben. Für ungesättigte Flüssigkeiten werden mit der Simulation Druckverteilungen besonders in den Verzweigungen verdeutlicht. Die Einströmungsvorgänge und Kühlungsmöglichkeiten in ein MDA werden modellhast beschrieben. Stoffeigenschaften, Oberflächenzustände, Volumenströme und Drücke werden variiert. Im engen Ringspalt sind die Kenntnisse der Kompressibilität, des Sättigungszustandes des Fluides, der Oberflächengüte der Bauteile des MDA aufgrund der Keimbildung essentiell für die Auslegung des MDAs.