Untersuchungen zum Siedeverhalten binärer Gemische

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Das Sieden binärer Gemischen kommt in vielen Vorgängen der Energie-, Kälte- oder Verfahrenstechnik zur Anwendung. Trotz dieser Bedeutung sind die auftretenden Wärme- und Stofftransportphänomene bis heute weder ausreichend wissenschaftlich untersucht noch physikalisch verstanden. Für die Auslegung von Industrieanlagen muss deshalb zur Berechnung von Wärmeübergangskoeffizienten auf empirische Gleichungen zurückgegriffen werden, die oft nur unbefriedigende Übereinstimmung mit Messdaten zeigen. In einem Antrag wurden fundamentale Siedemechanismen mittels numerischer und experimenteller Methoden untersucht. Die Ergebnisse der Erlanger Arbeitsgruppe zeigen, dass die Flüssigphasenzusammensetzung des binären, siedenden Gemisches in der Nähe der Phasengrenze der aufsteigenden Blasen mittels der linearen Raman-Streuung bestimmt werden kann. Für ausgewählte Stoffpaare ist es weiterhin gelungen, simultan die Flüssigphasenzusammensetzung außerhalb der Siedeblase und die Gasphasenzusammensetzung im Inneren der Blase zu bestimmen. Im beantragten Fortsetzungsprojekt soll zum Einen die bisher genutzte Messtechnik weiterentwickelt werden, so dass zukünftig simultan zur Zusammensetzung des flüssigen und des gasförmigen binären Gemischs zusätzlich die entsprechende Temperaturverteilung zugänglich wird. Die Messtechnikweiterentwicklung erfolgt an der in Erlangen bereits vorhandenen Siedezelle. Zum Anderen, nachdem die Messtechnikentwicklung abgeschlossen sein wird, werden umfassende Versuche an der Darmstädter Zelle durchgeführt werden, da diese über eine in Erlangen nicht vorhandene Wärmestromregelung verfügt. Deshalb wird bei den Planungen der neuen Zelle des Projektpartners aus Darmstadt darauf geachtet, dass deren Zelle problemlos in dem Erlanger Versuchsstand integriert werden kann, um Messungen unter systematischer Variation verschiedener Versuchparameter durchzuführen. Einzelheiten zur Messtechnikweiterentwicklung können dem Arbeitsplan entnommen werden.