Bertsche

Flachrohrwärmeübertrager, wie sie in der Industrie häufig eingesetzt werden, sind aus mehreren Flachrohren und dazwischen befindlichen Lamellen aufgebaut. Es handelt sich hierbei um Wasser/Luft-Wärmeübertrager, bei denen Luft über die Kühllamellen und Wasser durch die Flachrohre strömt. Zur Steigerung der Effizienz des Wärmeübertragers werden auf der Wasserseite passive Einbauten zur Erhöhung der Wärmeübertragungsfähigkeit verwendet. Diese erhöhen den Wärmeübergang gleichzeitig aber auch den Druckverlust. Eine sinnvolle Gestaltung (Form, Anzahl, Anordnung, Durchmesser, Länge, …) dieser Einbauten ermöglicht eine Optimierung der Strömungsverhältnisse im Flachrohrkanal. Die thermofluiddynamischen Zusammenhänge und Wirkung der Gestaltungsparameter der passiven Einbauten, sollen mit Hilfe einer am Institut bereits vorhandenen CFD-Methodik in geeigneter Weise charakterisiert werden.

In dieser Arbeit sollen mit Hilfe einer CFD-Methodik verschiedenste Formen (Form, Anzahl, Anordnung, Durchmesser, Länge, …) passiver Einbauten in Flachrohren hinsichtlich Ihrer Wirkung auf Wärmeübergang und Druckverlust untersucht werden. Hierzu werden mit Hilfe der Software OpenSCAD passive Einbauten in unterschiedlicher Gestalt entwickelt und in dem Flachrohrkanal in verschiedenen Varianten platziert. Mit Hilfe der Software OpenFOAM wird der Wärmeübergang und der Druckverlust der Durchströmung berechnet. Der Einfluss der Ausgestaltung unterschiedlicher passiver Einbauten auf Wärmeübergang und Druckverlust soll anhand geeigneter Ergebnisgrößen aus den jeweiligen CFD-Berechnungen heraus gearbeitet werden. Abschließend sollen die Ergebnisse der CFD-Methodik anhand eines geeigneten Profils mit experimentellen Ergebnissen verglichen werden. Die Übertragbarkeit der CFD-Ergebnisse soll nach Ausschluss von numerischen Fehlern im Hinblick auf Modellierungsfehler mit experimentellen Ergebnissen bewertet werden. Hierzu sollen geeignete experimentelle Messpunkte an der Versuchsanlage aufgenommen werden.