Wenn eine Schüttung aus Feststoffpartikeln mit Flüssigkeiten oder Gasen durchströmt wird und das Festbett sich soweit auflockert, dass die Feststoffpartikel frei beweglich werden, wird die Schüttschicht in eine Wirbelschicht überführt. Zur Charakterisierung einer Wirbelschicht kann der Druckverlust des hindurchströmenden Fluids herangezogen werden. Typische Anwendungsgebiete für Wirbelschichten sind z.B. die Trocknung von Feststoffen oder Röst- und Verbrennungsprozesse.
Mit CE 220 wird die Wirbelschichtbildung in Wasser und Luft beobachtet. Die feste, disperse Phase oberhalb einer porösen Sinterplatte wird von unten durch die kontinuierliche Phase (Wasser oder Luft) durchströmt. Ist die Geschwindigkeit des Fluids geringer als die sogenannte Lockerungsgeschwindigkeit, wird die Schüttschicht lediglich durchströmt, ohne dass die Partikel bewegt werden. Dieser Zustand wird als Festbett bezeichnet. Bei größeren Geschwindigkeiten wird die Schicht aufgelockert und die Partikel werden beweglich. Damit wird das Festbett zum Fließbett und die Schüttschicht zur Wirbelschicht. Die Erhöhung der Geschwindigkeit führt zu einer vertikalen Ausdehnung der Wirbelschicht.
Die Ströme der Fluide werden an Schwebekörper-Durchflussmessern abgelesen. Der Wasserdurchfluss wird über die Drehzahl der Pumpe eingestellt. Der Luftvolumenstrom kann über ein separates Drosselventil eingestellt werden. Zur Messung der Druckverluste ist ein elektronisches Handmessgerät im Lieferumfang enthalten. Die Höhe der Wirbelschichten wird an den Skalen der Behälter abgelesen.
Die Behälter sind herausnehmbar, so dass die Schüttung einfach ausgewechselt werden kann. Als Schüttung werden Glasstrahlperlen in unterschiedlichen Partikelgrößen mitgeliefert.
