Tropfenkondensation

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M.Sc. Ferdinand Eimann      M.Sc. Shaofei Zheng


Wärmeübergang feuchter Luft mit Tropfenkondensation an Kunststoff

Wärmeübergangsvorgänge mit Kondensation ermöglichen die Übertragung sehr großer Wärmemengen bei kleinen treibenden Temperaturdifferenzen. Verantwortlich dafür ist die freiwerdende Phasenwechselenthalpie des Arbeitsmediums. Bisherige Untersuchungen beschränkten sich vornehmlich auf reinen Dampf oder gesättigte feuchte Luft als Arbeitsmedium wobei das Kondensat als geschlossener Film vorlag.

Vor dem Hintergrund der Abwärmenutzung niedertemperierter korrosiver Abgase durch Kunststoffwärmeübertrager ist die Berechenbarkeit des Wärme- und Stoffüberganges auch für Medien mit geringerer relativer Feuchte notwendig. Aufgrund der Oberflächeneigenschaften des Materials bildet das Kondensat dabei zahlreiche Tropfen deren Radien sich über mehrere Größenordnungen erstrecken, was als  Tropfenkondensation bezeichnet wird.

Im Rahmen eines DFG- Projektes wird dieser Vorgang experimentell und anhand von Modellen untersucht.

Bildanalytik TropfenDabei kommen verschiedene Methoden zum Einsatz wie Thermografie,  Bildanalytik zur Feststellung der Tropfengrößenverteilungen und Kondensationsraten sowie Wärmeübergangsmessungen auf Basis hochgenauer Temperaturmessungen (siehe Abbildungen). 

 

Tropfenkondensation AnalytikDarüber hinaus werden Lattice-Boltzmann-Modelle entwickelt und anhand der experimentellen Daten validiert (Abbildung oder Video). Dies ermöglicht die Erweiterung des Verständnisses der am Prozess beteiligten grundlegenden physikalischen Vorgänge.