Untersuchung von Kondensationsvorgängen bei der Expansion im Hinblick auf Nukleation und Tropfenwachstum

In diesem Projekt soll die experimentelle Untersuchung der Entstehung und des Anwachsens von Wassertropfen bei der Expansion von hoch energetischer feuchter Luft in Düsen vorbereitet werden.

Die Expansion von hoch energetischen Fluiden stellt eine Umwandlung von Fluidenergie in kinetische Energie an der Welle der Maschine dar. Wenn Enddruck und -temperatur gesenkt werden, lassen sich Effizienz und Arbeitsumsatz der Fluidenergiemaschine deutlich steigern. Allerdings muss ein eventueller Phasenwechsel von Fluidkomponenten beachtet werden, wenn die Prozessparameter dies erlauben. Dann sind detaillierte Kenntnisse über den Entstehungsort, das Wachstum und den Transport von Flüssigkeitstropfen in der Geometrie der eingesetzten Turbomaschine erforderlich, um den Energiewandlungsprozess mit Kondensation zu beherrschen. Der genaue Ablauf von Kondensationsvorgängen, beginnend bei der Nukleation über das Tropfenwachstum und die Tropfenbewegung von Fluidkomponenten in Bauteilen von Turbomaschinen ist bisher wenig erforscht. In diesem Projekt soll die experimentelle Untersuchung der Entstehung und des Anwachsens von Wassertropfen bei der Expansion von hoch energetischer feuchter Luft in Düsen vorbereitet werden. Neben der Integration von Mehrphasenmodellen in numerische Berechnungsverfahren und der Simulation von 2-Phasenströmungen in Lavaldüsen sollen ein Expansionsprüfstand ausgelegt und Validierungsmethoden für Simulationsmodelle erarbeitet werden.

Antragsteller

Universität Duisburg-Essen: Prof. Dr. Friedrich-Karl Benra (Fakultät für Maschinenbau)

Förderlinie: Anschubförderung
Fördermittel: 49.934,00 Euro
Laufzeit: 1.11.2013 – 30.06.2014

Ansprechpartner

Prof. Dr. Friedrich-Karl Benra
Universität Duisburg-Essen
Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Institut für Energie- und Umweltverfahrenstechnik
Lotharstr. 1
47057 Duisburg

Telefon: 0203/3793030
friedrich.benra (at) uni-due(dot).de