Verdampfung von dünnen Filmen an strukturierten Oberflächen

结构化表面上的薄膜蒸发

• 批准号: 5379112
• 负责人: Professorin Dr. Tatiana Gambaryan-Roisman
• 金额: --
• 依托单位: Institut für Technische Thermodynamik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Independent Junior Research Groups
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2001-12-31 至 2010-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5379112?language=en
• 关键词: Verdampfung; von; nnen; Filmen; strukturierten

Das vorgeschlagene Projekt hat sowohl die experimentelle als auch die theoretischnumerische Untersuchung von Wärme- und Stoffübertragung bei der Verdampfung von dünnen Flüssigkeitsfilmen auf strukturierten Oberflächen zum Ziel. Neben den allgemeingültigen Grundlagen sollen die Transportphänomene insbesondere im Hinblick auf die Fallfilmverdampfung und die Sprühkühlung untersucht werden, nun Methoden für die Auslegung und Optimierung solcher thermischen Apparate zu erarbeiten. Zur experimentellen Untersuchung verdampfender Fallfilme an strukturierten Oberflächen soll ein Versuchsstand aufgebaut werden, der eine detailliertere Untersuchung der Verdampfung von Fallfilmen ermöglicht... Während des Experiments werden der Volumenstrom der Flüssigkeit, deren Temperatur, der Dampfdruck und die Wärmestrom geregelt. Folgende Parameter sollen gemessen werden: Temperaturverteilung auf der Wand, Dampftemperatur und örtliche Filmdicke. Die Flüssigkeitsverteilung auf der strukturierten Oberfläche sowie die Temperatur der Flüssigkeitsoberfläche werden mit Hilfe der Infrarotthennographie und optischen Methoden bestimmt. Zur experimentellen Untersuchung der Sprühkühlung an strukturierter Oberfläche soll ein zweiter Versuchsstand aufgebaut werden... Durch die Austauschbarkeit der Düsen und die Regelung der Flüssigkeits- und Luftvolumenstrom wird erreicht, dass die Eigenschaften des aufprallenden Sprays in einem weiten Rahmen variiert werden können. Die Temperatur der Flüssigkeit vor der Zerstäubung und die Heizrate der Platte werden geregelt. Während des Versuchs sollen folgende Daten erfasst werden: Temperaturvertellung auf der heißen Oberfläche, Druck und Temperatur in der Kammer, mikroskopische Eigenschaften des Sprays, Filmdickenvertellung. Im theoretisch- numerischen Teil des Projektes sollen die Strömungsvorgänge von dünnen Flüssigkeitsfilmen zusammen mit dem Wärmetransport und dem Phasenwechsel unter Berücksichtigung der Vorgänge in der wandnahen Mikrozone betrachtet werden. Der Einfluss der Welligkeit des verdampfenden Films soll ebenfalls abgebildet werden. Als Mikrozone wird die Region bezeichnet, in der sich die Grenzfläche Flüssigkeit-Dampf der festen Wand nähert. Die Lösung zur Beschreibung des Wärme- und Stofftransports in der Mikrozone kann mit Hilfe eines Runge-Kutta - Verfahrens erfolgen. Die Bestimmung des Geschwindigkeits- und des Temperaturfelds im verdampfenden, dünnen Film erfolgt mit Hilfe der Finiten-Element-Methode. Die dynamischen Vorgänge beim Auftreffen der Tröpfchen sowohl auf der trockenen als auch auf der benetzten Oberfläche werden in das Modell des Sprühkühlung einbezogen, wobei für diese speziellen Aspekte vorwiegend auf Grundlagen zurückgegriffen wird, die anderorts erarbeitet wurden. Nach Auswertung und Vergleich der experimentell und numerisch gewonnenen Daten soll die Oberflächenstruktur für das Erreichen eines maximalen Wärmeübergangskoeffizienten und einer maximalen kritischen Wärmestromdichte bei gegebenem Massenstrom identifiziert werden.

该项目的实验结果也表明，在Ziel上的结构上，通过对不同的Flüssigkeitsfilmen的垂直阻尼进行的Wärme- und Stoffübertragung的理论数值计算。Neben den allgemeingültigen Grundlagen sollen die Transportphänomene insbesondere im Hinblick auf die Fallfilmverdampfung und die Sprühkühlung untersucht韦尔登，nun Methoden für die Auslegung und Optimierung solcher thermischen Apparate zu erarbeiten. Zur experimentellen Untersuchung verdampfender Fallfilme an strukturierten Oberflächen soll ein Versuchsstand aufgebaut韦尔登，der eine detailliertere Untersuchung der Verdampfung von Fallfilmen ermöglicht.通过韦尔登，我们可以了解流体的体积、温度、湿度和温度。Folgende参数解决方案韦尔登：温度在魔杖上，湿度和薄膜。通过红外热成像和光学方法对上部结构的温度进行了测量。Zur experimentellen Untersuchung der Sprühkühlung an strukturierter Oberfläche soll ein zweiter Versuchsstand aufgebaut韦尔登.尽管Düsen的Austauschbarkeit和Flüssigkeits- und Luftvolumenstrom的Regelung wird erreicht，dass die Eigenschaften des aufprallenden Sprays in einem weiten Rahmen variiert韦尔登können. Zerstäubung附近的Flüssigkeit温度和普拉特韦尔登的Heizrate。Während des Versuchs sollen folgende Daten erfastst韦尔登：Temperaturvertellung auf der heißen Oberfläche，Druck und Temperatur in der Kammer，mikroskopische Eigenschaften des Sprays，Filmdickenvertellung.在理论上-数值计算的方法中，我们可以计算出在韦尔登中通过水输运和相流来实现的流体流动的压力。这一影响力的良好的绿色fenden电影soll abgebildet韦尔登。所有的Mikrozone都将被这个地区包围，因为那里的Grenzfläche Flüssigkeit-Dampf是festen Wand nähert。在微区中对Wärme-和Stofftransports进行优化的方法可以用一个Runge-Kutta - Verfahrens来实现。薄膜的热膨胀系数和温度场的测定是用双元法进行的。动力学的Vorgänge beim Auftreffen der Tröpfchen sowohl auf der trockenen als auch auf der benetzten Oberfläche韦尔登in das Modell des Sprühkühlung einbezogen，wobei für diese speziellen Aspekte vorwiegend auf Grundlagen zurückgegriffen wird，die anderorts erarbeitet wurden. Nach Auswertung und Vergleich der experimentell und numerisch gewonnenen Daten soll die Oberflächenstruktur für das Erreichen eines maximalen Wärmeübergangskoeffizienten und einer maximalen kritischen Wärmestromclutte bei gegebenem Massenstrom identifiziert韦尔登.