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Heat and Mass Transfer

                 Projekte WuS

Unsere Forschungsthemen

Zu unseren Forschungsthemen im Bereich Wärme- und Stoffübertragung gehören das Strömungssieden von CO2, die Entwicklung hocheffizienter Flachrohrprofile, das Thermische Design von Li-Ionen Batterien für Hybrid- und Elektrofahreuge, die CFD-Simulation des Wärmetransorts und der Hydrodynamik in realen, festen Schwämmen, die Erforschung der Thermohydraulik von Schwermetallschmelzen und die Untersuchung Konzentrierender Solarthermischer Kraftwerke. Letztere beiden Themen werden am KArlsruhe Liquid metal LAboratory (KALLA) in Kooperation von Arbeitsgruppen im Rahmen des KIT - der Zusammenarbeit zwischen Campus Nord und Campus Süd - erforscht.

In allen Themengebieten kombinieren wir Modellierung, Simulation und Experiment. Aus den erhaltenen Messdaten werden Modelle entwickelt, um diese sowohl in moderner Simulationssoftware zu implementieren wie auch in aktueller Fachliteratur zu publizieren. Durch unsere Arbeit liefern wir Beiträge für eine nachhaltige, energieeffiziente Mobilität und Grundlagen für die Auslegung moderner Energiesysteme in der Energie- und Verfahrenstechnik. Im nachfolgenden werden die Forschungsthemen vorgestellt. Eine vollständige Liste aller Projekte im Bereich Wärme- und Stoffübertragung finden Sie hier.

Projekte TVT

Strömungssieden von CO2

Die Untersuchung von Wärmeübergang und Druckverlust beim Strömungssieden hat eine lange Tradition am TVT.

Im aktuellen Projekt werden Wärmeübergang und Druckverlust beim Strömungssieden von CO2 und CO2-Öl-Gemischen für Tieftemperatur-Anwendungen experimentell ermittelt. Ziel ist es, den Einfluss von Kältemaschinenöl auf den Wärmeübergang von CO2 zu ermitteln. Die gewonnen Daten sollen dazu beitragen, verfügbare Modelle und Korrelationen zur Auslegung von Verdampfern und Wärme­übertragern in kältetechnischen Anlagen hinsichtlich Effizienz zu verbessern. mehr

In einem weiteren Projekt ist es das Ziel das Potentials von festen Schwämmen für den Einsatz in Kältemaschinen beurteilen zu können. Dazu wird der Einfluss von Schwammstrukturen auf den Druckverlust, den Wärmeübergang sowie die Strömungscharakteristik beim Strömungssieden in horizontalen Rohren untersucht. mehr

Thermofluiddynamische Charakterisierung und Gestaltung von energieeffizienten Flachrohrprofilen in Wärmeübertragern

In diesem Projekt werden der Wärmeübergang und der Druckverlust in hocheffizienten kompakten Flachrohr-Wärmeübertragern experimentell untersucht und validierte Simulationsmethodiken zur Vorhersage und Optimierung dieser Größen entwickelt. Die Arbeiten erfolgen gefördert durch das BMWi und in Zusammenarbeit mit der Firma Mahle BEHR GmbH & Co. KG, einem der führenden Systempartner der Automobilindustrie im Bereich Thermomanagement. mehr

Thermische Analyse und Thermomanagement von Li-Ionen Batterien für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

Die Batterietechnologie ist momentan im Fokus der Forschungsarbeit im Bereich der Elektromobilität. Für den Einsatz als Energiespeicher gelten Li-Ionen Batterien aufgrund ihrer Vorteile hinsichtlich der Speicherdichte und Selbstentladerate als besonders vielversprechend und attraktiv. Die gegenwärtig eingesetzten elektro-chemischen Aufbauten der Batteriezellen weisen eine hohe Temperatursensibilität auf. Für die betriebssichere thermische Auslegung sind daher prädiktive thermische Verhaltensmodelle der Li-Ionen Batterien erforderlich. mehr

CFD-Simulation des Wärmetransports und der Hydrodynamik in realen, festen Schwämmen

Das Projekt ist ein Teilprojekt der HGF-Energieallianz „Energieeffiziente Chemische Mehrphasenprozesse“, welche zum Ziel hat, Apparate in der chemischen Industrie ganzheitlich zu optimieren und energieeffizient zu gestalten. Für die Auslegung derartiger Apparate gewinnen CFD-Simulationen immer mehr an Bedeutung. In diesem Forschungsvorhaben werden reale, unregelmäßige Schwammstrukturen hinsichtlich der Hydrodynamik und des Wärmetransports charakterisiert. Die CFD-Simulationen werden in OpenFOAM durchgeführt. mehr

Projekte am KALLA

Thermohydraulik von Schwermetallschmelzen

Im Rahmen dieses Projekts werden verschiedene Versuche zur Strömungscharakterisierung und zum Wärmeübergang von Metallschmelzen beim der Durchströmung generischer oder komplexer Geometrien durchgeführt. Als Versuchsfluide werden Blei, Blei-Wismut, Natrium und Indium-Gallium-Zinn eingesetzt. Für die Durchführung der Versuche verfügt das KArlsruhe Liquid metal LAboratory (KALLA) über Flüssigmetallkreisläufe im Pilotmaßstab (z.B. für die Stabbündelkühlung von Blei-Wismut). Für die Erfassung der Messdaten ist eine umfassende Messtechnikausrüstung vorhanden. mehr

Konzentrierende Solarthermische Kraftwerke

Konzentrierende Solarthermische Kraftwerke stellen eine vielversprechende Option der Nutzung erneuerbarer Energien dar. Dabei wird die einfallende Sonnenstrahlung punktuell konzentriert und so ein Wärmeträgermedium erhitzt. Aufgrund der unter diesen Bedingungen hervorragenden Wärmeübertragereigenschaften und hohen Wärmespeicherkapazität von Metallschmelzen werden am KArlsruhe Liquid metal LAboratory (KALLA) Anwendung von Flüssigmetallkreisläufen für konzentrierende Solarkraftwerke untersucht. Im Speziellen soll anhand von Pilotstudien herausgefunden werden, wie die Energieübertragungskette (z.B. Hochtemperaturreciever und -speicher) in einem solchen Kraftwerk dargestellt werden kann. Auf Basis der gewonnen Erkenntnisse und entwickelten Modelle soll im zuge dieses Projekts eine Pilotanlage konstruiiert und aufgebaut werden.   ...mehr

 

So finden Sie uns

Detaillierte Wegbeschreibungen finden Sie hier (TVT, KIT Campus Süd) und hier (KALLA, KIT Campus Nord).


KIT - Campus SüdKIT - Campus Nord
Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT) KArlsruhe Liquid metal LAboratory (KALLA)
Engelbert-Arnold-Str. 4 (Geb. 10.91)Eggensteiner Str. (Geb. 415)
76131 Karlsruhe76344 Eggenstein-Leopoldshafen