20. März 2018

Studentische Arbeit: Vorhersage des Wärmeübergangs und der Wandreibung für superkritisches Kohlendioxid

Ziel:

Entwicklung einer analytischen Vorhersagemethode für den Wärmeübergang und die Wandreibung beheizter oder gekühlter aufwärts- oder abwärts gerichteter Rohrströmungen mit superkritschem CO2. Die Methode basiert auf dem „dominant thermal resistance approach“ [1].

Vorgehensweise:

Die komplexe Strömungsphysik von superkritischen Fluiden ist auf die Veränderung der Strömungsturbulenz aufgrund der temperaturabhängigen Stoffeigenschaften zurückzuführen. Bei niedrigen Reynoldszahlen, wie sie z.B. in Kompaktwärmeübertragern vorkommen können, dominiert der Wärmewiderstand der laminaren Unterschicht gegenüber demjenigen der turbulenten Kernströmung. Wenn dies berücksichtigt wird, so lässt sie die Integration der Impuls- und Energiegliechung für eine Rohrströmung halbanalytisch durchführen. In [1] wurde gezeigt, dass diese Methode genauer als die oft verwendeten Korrelationen mit der Direkten Numerischen Simulation (DNS) von Wang mit superkritischem Wasser übereinstimmt, siehe Bild 1 in der Ausschreibung.

Daher soll diese Methode weiterentwickelt und auf die im IKE vorhandene DNS Datenbasis superkritischer beheizter oder gekühlter Strömungen mit CO2 angewendet werden.

 

Voraussetzungen: Kenntnisse in Wärmeübertragung, MatLab

Literatur: 

[1] D.M. McEligot, E. Laurien, S. He, W. Wang: The Dominant Thermal Resistance Approach for Heat Transfer to Supercritical-Pressure Fluids, 6th Int. Supercritical Power Cycles Symposium, March 27-29, 2018, Pittsburgh

 

Nähere Informationen und die Kontaktdaten finden Sie auch in der Ausschreibung.

Dieses Bild zeigt Laurien
Prof. Dr.-Ing.

Eckart Laurien

Stellvertretender Geschäftsführer und Abteilungsleiter TFD

Zum Seitenanfang