M. Wetzel

Eine effiziente Auslegung von Verdampfern in kältetechnischen Anlagen erfordert eine möglichst präzise Vorhersage der sich einstellenden Strömungsform. Diese hängt dabei von zahlreichen Faktoren ab, wie bspw. den Stoffwerten des Kältemittels (Dichte, Viskosität,…), den Betriebsparametern (Druck, Strömungsgeschwindigkeit,…), der Geometrie (Glattrohr, Minikanal,…) und der Anordnung (vertikal, horizontal,…) des Verdampfers. Insbesondere in horizontalen Verdampfern ist die Kenntnis über die Strömungsform entscheidend, da während der Durchströmung des Verdampfers eine ausgeprägte Teilbenetzung der Oberfläche vorliegen kann (z.B. bei Schichtenströmung). Zudem können die Benetzungs¬verhältnisse stark alternieren (z.B. Schwallströmung). Klassisch und bis heute aktuell erfolgt die Bestimmung der Strömungsform mittels Hochgeschwindigkeitsvideografie. Diese Methode erlaubt allerdings eine rein subjektive Einschätzung und Einordnung der Strömungsform, ohne eine Aussage über die tatsächlichen Wandbenetzungsverhältnisse zu treffen. Für eine präzisere Bestimmung der Strömungsform wurde an der institutseigenen Versuchsanlage die punktuelle Messung der Filmdicke am Rohrscheitel erprobt. Zum Zweck der 3D-Rekonstruktion der Strömungsform soll ein innovatives tomografisches Messsystem entwickelt und erprobt werden.

Am Institut für Chemie und Polymerchemie (ITCP) wurde ein tomografisches Messsystem entworfen, welches basierend auf den Chemilumniszenz von OH* Radikalen u.a. die 2D-Rekonstruktion der Flammenfront turbulenter Flammen ermöglicht. Das Messgerät besteht aus 10 Teleskopen (Faserkabel mit je 90 optischen Fasern), welche in gleichem Abstand radial um das Messobjekt (Brenner) angebracht sind und die Bestimmung der Farbintensität aus verschiedenen Winkeln ermöglichen. Aus den Messdaten kann die Flammenfront in der Schnittebene bestimmt werden. Diese Messtechnik soll im Rahmen der Studienarbeit auf die Anwendbarkeit zur Bestimmung der Strömungsform von Zweiphasenströmungen erprobt werden.