Untersuchung der Stabilität und der Entstehung zwei- und dreidimensional-welliger Strömungsstrukturen unter dem Einfluss thermokapillarer Kräfte und elektro-magnetischer Felder

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In diesem Forschungsprojekt soll die Stabilität von Rieselfilmen und dabei insbesondere die Entwicklung zwei- und dreidimensionaler welliger Strömungsstrukturen unter dem Einfluss aufgeprägter Heizlasten sowie elektromagnetischer Felder untersucht werden. Dazu wurde mit dem Labor für Theoretische Thermophysik, Forschungsinstitut für Thermophysik, Sibirische Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften (LTT, ITP SB RAW, Prof. Dr. O. Yu. Tsvelodub) ein gemeinsames Untersuchungsprogramm im Rahmen der Vereinbarung der Deutschen Forschungsgemeinschaft mit der Russischen Stiftung für Grundlagenforschung abgestimmt. Zur Aufklärung der Stabilität von Filmströmungszuständen soll am LTT der Einfluss periodischer und lokaler Störungen auf die Welligkeit von Rieselfilmen und der Einfluss der Welligkeit auf den Wärmetransport theoretisch/numerisch untersucht werden, mit dem Ziel diese Wechselwirkung zu modellieren. Die Modelle sollen am Lehrstuhl für Wärme- und Stoffübertragung (WSA) der RWTH Aachen anhand experimenteller Untersuchungen verifiziert werden. Des Weiteren sind experimentelle Untersuchungen der Wechselwirkung von Wellencharakteristik und Wandwärmestromdichte sowie des Einflusses der Heizkörpereigenschaften auf die Strömungsstruktur und den Wärmeübergang geplant. Auf Basis dieser Untersuchungen soll das Verständnis der thermofluiddynamischen Transportprozesse in Rieselfilmen erweitert und eine Reihe hierarchischer Modelle zur Beschreibung der Fluiddynamik und Wärmeübertragung entwickelt und experimentell verifiziert werden. Für die Praxis liegt der Beitrag dieses Gemeinschaftsprojektes in der Erarbeitung von verbesserten Auslegungsgrundlagen für industrielle Fallfilmapparate im Bereich Verfahrenstechnik, Lebensmitteltechnik und Energieumwandlungstechnik.