Experimentelle Untersuchung und Modellierung der Kondensation in Plattenwärmeübertragern

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Plattenwärmeübertrager finden in energie- und verfahrenstechnischen Anlagen zunehmend auch als Verflüssiger Anwendung, obwohl belastbare Modelle zur Auslegung dieser Apparate zumindest in der freien Literatur fehlen. Erst durch Kenntnis der phänomenologischen Zusammenhänge wäre eine energieeffiziente Integration und eine weitere Optimierung dieser Wärmeübertrager möglich. In diesem Vorhaben soll die Kondensation in Plattenwärmeübertragern grundlegend untersucht werden, um durch zu entwickelnde phänomenologische Ansätze deren thermohydraulische Vorausberechnung zu ermöglichen. Im hier beantragten ersten und zweiten Projektjahr stehen experimentelle Untersuchungen im Vordergrund. Mit zwei unterschiedlichen Versuchsständen soll zum einen die Strömungsform und der lokale Wärmeübergangskoeffizient im Plattenspalt, zum anderen der quasi-lokale und der integrale Wärmeübergangskoeffizient sowie der Druckverlust am technischen Apparat ermittelt werden. Durch Verwenden derselben Plattengeometrie und derselben Arbeitsfluide in beiden Versuchsanlagen soll die Übertragbarkeit der Daten gewährleistet werden. Die eigenen Daten, die an Platten mit einem Prägewinkel von 30° und von 60° mit den Arbeitsfluiden R134a, NH3 und Wasser vorgesehen sind, sollen zusammen mit Literaturdaten in einer Datenbank für den nachfolgenden Aufbau der Modelltheorie im 3. und 4. Projektjahr zusammengestellt werden.