Untersuchungen zum Siedeverhalten von binären Gemischen

Untersuchungen zum Siedeverhalten von binären Gemischen

Investigation of the boiling phenomena of binary mixtures

Masterthesis

Sieden an einer Heizeroberfläche
Sieden an einer Heizeroberfläche

Motivation

Siedeprozesse spielen in vielen Prozessen der Energie- und Verfahrenstechnik eine große Rolle. Allerdings sind die physikalischen Vorgänge und die Transportphänomene nach wie vor nicht vollständig verstanden. Dies trifft vor allem auf Mehrkompontensysteme zu. Beim Sieden von Gemischen wird in der Regel eine Verschlechterung des Wärmeübergangskoeffizienten beobachtet. Dies ist unter anderem auf die Anreichung des Schwersieders an der Phasengrenze zurückzuführen. Um diese Theorie genauer zu beleuchten, sollen Versuche mit einem kleinen infrarottransparenten Heizer durchgeführt werden.

Die Infrarotthermographie wurde noch nicht zur Untersuchung des Gemischsiedens verwendet und ermöglicht hoffentlich neue Erkenntnisse darüber. Außerdem soll der Einfluss der Heizeroberfläche auf den Siedeprozess von Reinstoffen wie auch Gemischen näher untersucht werden, da die Interaktion des zweiphasigen Fluids mit der Heizerwand einen signifikanten Einfluss auf den Siedeprozess hat.

Am Fachgebiet für Technische Thermodynamik wurde ein Versuchsstand gebaut, mit dem Messungen mit strukturierten Oberflächen in einem weiten Temperatur- und Druckbereich durchgeführt werden können.

Aufgabenstellung

Ziel dieser Arbeit ist es, die vorhandene Anlage zu modifizieren und Messungen mit dem infrarottransparenten Heizer durchzuführen. Es sollen Wasser/Ethanol-Gemische in verschiedenen Zusammensetzungen verwendet werden. Außerdem soll die Heizeroberfläche variiert werden. Insbesondere metallische Schäume könnten interessante Ergebnisse zum Gemischsieden liefern.

Folgende Arbeitspakete sollten bearbeitet werden:

  1. Modifizierung der Anlage
  2. Auswerteroutine für die Infrarot-Kamera erstellen
  3. Parameterstudie durchführen
  4. Diskussion der Ergebnisse in Form einer schriftlichen Ausarbeitung

Voraussetzungen

  • Saubere und strukturierte Arbeitsweise
  • Grundlegende Kenntnis der Materie
  • Spaß am selbstständigen Arbeiten

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