Der Siedeprozeß ist einer der bedeutsamsten Prozesse für die Wärmeübertragung in industriellen Anwendungen. Es kombinieren sich die Vorteile von hohen Wärmestromdichten bei niedrigen Wandüberhitzungen. Vom thermodynamischen Standpunkt spielt die niedrige Entropieproduktion eine wesentliche Rolle. Trotz intensiver experimenteller und numerischer Forschung sind die grundlegenden Mechanismen des Wärme- und Stofftransports beim Sieden noch nicht vollständig geklärt. Bei der Formulierung von den Siedevorgang beschreibenden Modellvorstellungen, spielt in gängigen theoretischen Ansätzen die Systemgravitation und die damit verbundene Auftriebskonvektion eine entscheidende Rolle. Bei einer Reduktion der Systemgravitation wird eine Abnahme der Wärmeübergangszahlen prognostiziert. Ziel der Arbeit war es, die Wärmeübertragung beim Sieden unter realer Mikrogravitation im Rahmen von Langzeitexperimenten zu untersuchen, und die in der Literatur aufgezeigten Zusammenhänge unter stabilen und reprodzierbaren Randbedingungen zu verifizieren. Das Space Shuttle/Spacelab ist zur Zeit das einzige Trägersystem, das Mikrogravitationsexperimente unter diesen Randbedingungen erlaubt. Die Einflußgrößen Experimentflüssigkeit, Fluidzustand, Heizergeometrie und -material, Heizerdimension und Heizflächenorientierung wurden variiert. Die Charakteristika des Siedevorgangs unter Mikrogravitation wurden auf der Basis von elektrischen Meßdaten und verschiedensten optischen Beobachtungseinrichtungen (normales Durchlicht, Differentialinterferometrie, Particel Image Velocimetry) zusammengestellt. Die Messungen, die im Rahmen von zwei Space Shuttle Missionen (IML-2 und LMS) durchgeführt wurden, zeigen, daß die prognostizierte Abnahme der Wärmeübergangszahlen weder beim gesättigten, noch beim unterkühlten Sieden eintritt. Es ergibt sich somit, daß die Systemgravitation nicht als primärer Einflußparameter für den Wärmeübergang beim Sieden aufgefaßt werden kann.


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    Titel :

    Experimentelle Untersuchung des gesättigten und unterkühlten Siedens an Miniaturheizflächen unter Mikrogravitation


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2000


    Format / Umfang :

    201 Seiten, 123 Bilder, 15 Tabellen, 108 Quellen



    Medientyp :

    Hochschulschrift


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch