Untersuchung des Rippeneinflusses auf die Strömungsform beim Strömungssieden von Kältemitteln im horizontalen innenstrukturierten Rohr

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Der Kältebedarf für Klimatisierung und Tiefkühlung steigt weltweit. Ozonschädliche Kältemittel sind in Deutschland verboten, die meisten Kältemittel fördern aber den Treibhauseffekt. Ziel ist es, die Kältemittelfüllmenge von Kälteanlagen und Wärmepumpen zu senken und die Leistungsfähigkeit der Anlagen zu erhöhen. Aus diesem Grund werden Rohre mit speziellen Oberflächenstrukturen auf der Innenseite eingesetzt. Die meist helixförmig angeordneten Rippen beeinflussen die Benetzung der Rohrwand und verbessern so den Wärmeübergang beim Strömungssieden. Für Glattrohre wurden zahlreiche Strömungsformkarten zur Unterscheidung der verschiedenen Strömungsformen wie Schichten-, Wellen- oder Ringströmung erstellt. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen die Übergänge zwischen den Strömungsformen erstmals für horizontale innenberippte Rohre untersucht werden. Dazu werden neue Messverfahren entwickelt und erprobt. Es sollen die Grenzkurven mathematisch modelliert werden. Durch die Helixstruktur der Rippen und die unsymmetrische Benetzung der Rohrwand ist in Umfangsrichtung kein symmetrischer Verlauf der Wandtemperatur zu erwarten. Die Wandtemperatur beeinflusst den Wärmeübergang erheblich. Es soll die Temperatur in Abhängigkeit vom Umfangswinkel modelliert werden. Zusätzlich werden der Wärmeübergangskoeffizient und der Druckverlust experimentell bestimmt. Neue Korrelationen für den Wärmeübergang und den Druckverlust auf Grundlage der neuen Strömungsformkarten sollen erstellt werden.