Konvektiver Wärmetransport an mikrostrukturierten Oberflächen
31,99 €
inkl. gesetzl. MwSt.,
Beschreibung
Produktdetails
Einband
Paperback
Erscheinungsdatum
23.11.2012
Verlag
Cuvillier VerlagSeitenzahl
192
Maße (L/B/H)
21/14,8/1,1 cm
Gewicht
256 g
Auflage
1. Auflage
Sprache
Deutsch
ISBN
978-3-95404-277-7
In vereinfachten, 2-dimensionalen Kanälen wurde die Strömung für 2-dimensionale Rauheiten am Beispiel von rechteckförmigen Rippen nachgebildet. Die Auftragung der thermischen Effizienz über der turbulenten Rauhigkeitskennzahl ks+ hat ergeben, dass sich die 2-dimensionalen Strukturen wie überlagerte Rauheiten verhalten und die thermische Effizienz mit der Modellgleichung von [Nunner.1956] approximiert werden kann. Bei der Simulation von 3-dimensionalen Rauheiten zeigte sich, dass die Ansätze anderer Autoren zur Modellierung von integralen Rauheiten nicht für versetzt angeordnete Strukturen verwendet werden können.
Die experimentelle Untersuchung strukturierter Kanäle mit versetzt angeordneten Würfeln und einem variierenden Bedeckungsgrad (3 % < < 31 %) hat ergeben, dass ausschließlich unter laminaren Bedingungen (Re < 2000) die Wärmeübergangsverbesserung die Druckverlusterhöhung übersteigt. Insgesamt wurde eine thermische Effizienz von maximal 20 % erzielt. Ein Einfluss der Wärmeübergangssteigerung sowie der Effizienz durch die Variation des Bedeckungsgrades wurde zudem für Oberflächen mit konstanter Wärmeübertragungsfläche identifiziert. Es hat sich gezeigt, dass bei Bedeckungsgraden zwischen 25 % und 31 % die maximale Wärmeübergangsverbesserung und Effizienz erzielt wird. Ein Vergleich rauer und glatter Oberflächen hat weiterhin ergeben, dass durch die Strukturierung mit versetzt zueinander angeordneten Elementen die Entropieproduktion um das 3-fache reduziert werden kann. Es ist gelungen zu zeigen, dass eine Strukturierung der wärmeübertragenden Flächen mit versetzten Rauheiten eine geeignete Methode ist, den einphasigen, konvektiven Wärmetransport in miniaturisierten Bauteilen, für die laminare Strömungsverhältnisse charakteristisch sind, effizient zu steigern.
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