Das Projekt "HTGT-Turbotherm II, Teilvorhaben 2.1.8.2: Entwicklung eines Turbulenz- und Waermeuebergangsmodells" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Asea Brown Boveri AG durchgeführt. Siehe BMBF/BEO-Jahresberichte des FIZ-Karlsruhe, Buero Bonn, Mechenstr. 57, 53129 Bonn unter FKZ 0326760D.
Das Projekt "Teilvorhaben 10: Einfluss von Oel auf den Waermeuebergang beim Sieden neuer Kaeltemittel und Messung der Waermeleitfaehigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Fakultät für Energietechnik, Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik durchgeführt. Die stark chlorierten Fluorkohlenwasserstoffe (R11, R12, etc), die derzeit als Arbeitsmittel in Kaelteanlagen und bei der Herstellung von Isolierschaeumen Verwendung finden, sollen in absehbarer Zeit durch andere Substanzen ersetzt werden. Fuer die Auslegung von Kaeltemittelverdampfern und -Kondensatoren, aber auch fuer die Anwendung von Isolierschaeumen, ist - neben anderen Stoffeigenschaften - die Kenntnis der Waermeleitfaehigkeit von wesentlicher Bedeutung. Hierfuer liegen bislang kaum Messdaten vor; dies gilt fuer reine Stoffe wie auch fuer Gemische. Aus diesem Grund soll - zunaechst fuer R123 und R134a, spaeter auch fuer andere interessierende Ersatzstoffe - die Waermeleitfaehigkeit - im fluessigen Zustand (gesaettigt und unterkuehlt), - im dampffoermigen Zustand (gesaettigt und ueberhitzt) mit Hilfe des instationaeren Heissdraht-Verfahrens gemessen werden.
Das Projekt "Einfluss von Druck und Brennstoff auf Russbildung und Strahlung in Gasturbinenbrennkammern (Fortsetzung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Fakultät für Maschinenbau, Institut für Thermische Strömungsmaschinen durchgeführt. Die Russbildung in hochbelasteten Gasturbinen-Brennkammern sowie die Strahlungsbelastung der Brennkammerwaende wird entscheidend von den Betriebsparametern - in erster Linie Druck, Brennstoffart, Zerstaeubung und Temperatur - beeinflusst. Im Rahmen des Projektes werden Berechnungsverfahren fuer den Strahlungsaustausch entwickelt, die sich in realen Brennkammern mit inhomogenen Temperatur-, Druck- und Spezieskonzentrationsfeldern anwenden lassen. Aussagen ueber die Strahlungsausbreitung in Brennkammern koennen durch Loesen der Strahlungstransportgleichung gewonnen werden. Diese kann allgemein nur durch Verwendung numerischer Methoden geloest werden. Die Abhaengigkeit der Strahlungsintensitaet von Raumwinkel wird einmal mit Hilfe eines Approximationsansatzes (Spherical Harmonics) und einmal unter Verwendung einer Kollokationsmethode (Discrete Ordinate) beruecksichtigt. Die am Institut fuer Thermische Stroemungsmaschinen durchgefuehrten Untersuchungen haben ergeben, dass befriedigende Loesungen fuer den Strahlungstransport die Einbeziehung des spektralen Strahlungsverhaltens strahlungsaktiver Gase (CO2, CO, H2O) erfordert. Es wurden Berechnungsverfahren entwickelt, die das spektrale Strahlungsverhalten der Gase in Abhaengigkeit von Druck und Temperatur wiedergeben. Die Ergebnisse wurden anhand experimenteller Untersuchungen ueberprueft. Das Strahlungsverhalten des Russes wird mit Hilfe der Rayleigh- und der Penndorf-Naeherung beschrieben. Interessant ist bei den Untersuchungen die Strahlungsbelastung der Brennkammerwaende. Hierzu werden Messungen durchgefuehrt, aus denen detaillierte Informationen ueber das spektrale Strahlungsverhalten gewonnen werden.
Das Projekt "Trocknung in Wirbelschichten mit indirekter Beheizung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Institut für Verfahrenstechnik, Lehrstuhl Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Waehrend sowohl ueber die rein konvektive Wirbelschichttrocknung wie auch ueber die Waermeuebertragung von einer Heizflaeche an trockenes, inertes Wirbelgut zuverlaessige Kenntnisse existieren, wird der kombinierte Fall der Wirbelschichttrocknung mit indirekter Beheizung erst in diesem Projekt systematisch untersucht. Es gilt herauszufinden: a) wie sich die Verdunstung (die Waermesenke in den Partikeln) auf den Waermeuebergang Heizelement-Bett auswirkt; b) wie die indirekte Energiezufuhr bei der Modellierung des Prozesses am besten beruecksichtigt werden kann. Beheizbare Einbauten werden in Wirbelschichtapparaten haeufig eingesetzt, oft sind sie die einzige Moeglichkeit zur nachtraeglichen Kapazitaetserhoehung.
Das Projekt "Zuverlaessigkeit der Schwebstoffiltration bei Stoerfaellen in DWR-Kernkraftwerken (Phase A und B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH, Laboratorium für Aerosolphysik und Filtertechnik durchgeführt. Entwicklung eines Rechencodes zur Modellierung kerntechnischer Lueftungssysteme und Bestimmung der Sicherheitsreserven der Schwebstoffilter nach einem schweren Stoerfall in einem Leichtwasserreaktor. Berechnung kompressibler, instationaerer Stroemung mit Waermeuebergang in verzweigten Lueftungssystemen. Verifikation des Stoerfallcodes in der Pruefanlage BORA. Entwicklung und Konstruktion einer Typ- und Serienpruefanlage zur Sicherung des Qualitaetsstandards der Schwebstoffilter.
Das Projekt "Teilvorhaben 6: Waermeuebergang bei der Verdampfung neuer Kaeltemittel und Gemische an einzelnen Glatt- und Rippenrohren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Laboratorium für Wärme- und Kältetechnik durchgeführt. Durch Waermeuebergangsmessungen an einzelnen, neuentwickelten Hochleistungs-Verdampferrohren sollen Berechnungshilfen fuer die waermetechnische Auslegung von Verdampfern in Kaeltemaschinen und Waermepumpen mit neuen teilhalogenierten Kaeltemitteln (R123,R227,R134a) geschaffen werden. Dadurch sollen die vollhalogenierten Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe, die die Ozonschicht gefaehrden, ersetzt und zusaetzlich kompaktere Verdampferbauarten ermoeglicht werden, was die insgesamt benoetigten Kaeltemittelmengen reduzieren und unabhaengig von der Ozonproblematik auch die Gefaehrdung der Atmosphaere durch den Treibhauseffekt vermindern wuerde. Unter anderem soll dieses Ziel dadurch erreicht werden, dass eine sorgfaeltige Abstimmung des Messprogramms mit dem parallel beantragten Vorhaben zur Untersuchung eines grossen Rohrbuendel-Verdampfers geschieht.
Das Projekt "Turbulenter Impuls- und Waermeaustausch einer Gas/Feststoffstroemung im senkrechten Rohr nach einer Zweiphasenkontinuumstheorie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Technische Mechanik durchgeführt. Die bei Verbrennungsprozessen entstehenden Abgase, die es zu reinigen gilt, enthalten haeufig feste Partikel. Ein bei derartigen und aehnlichen Stroemungen auftretendes grundlegendes Problem ist die Frage nach dem Waermeuebergang. Ziel des Vorhabens ist es, die Vorausberechnungen des Impuls- und Waermeaustausches von Gas/Feststoffstroemungen auf der Basis eines theoretischen 'Zweiphasenkontinuumsmodells' zu ermoeglichen. Dabei soll insbesondere die Frage behandelt werden, ob und in welcher Weise der Waermeuebergang durch die Anwesenheit von Partikeln beeinflusst wird. Ausgangspunkt ist die Vorstellung, sowohl fuer die kontinuierliche als auch fuer dei disperse Phase die Bilanzgleichungen fuer Masse, Impuls und Energie getrennt zu formulieren. Die Phasenwechselwirkung wird durch eine Phasenwechselwirkungskraft in den Impulsbilanzen und durch eine Phasenwechselwirkungsenergie in den Energiebilanzen erfasst. Durch diese zusaetzliche Terme in den beschriebenen Differentialgleichungen treten zwei weitere Kennzahlen auf, die die hydrodynamische und thermische Phasenwechselwirkung charakterisieren. Diese Kennzahlen werden als hydrodynamisch und thermische Deborah-Zahl bezeichnet. Die erste Kennzahl beschreibt das 'Folgevermoegen' der Teilchen, die letztere das 'Waermeaustauschvermoegen' zwischen den Phasen. In diese Kennzahlen gehen entsprechende Beziehungen fuer den Widerstand und den Waermeuebergang ein. Experimentelle Ergebnisse lassen sich systematisch in diesen Kennzahlen darstellen.
Das Projekt "Einfluss des Rohrdurchmessers und der Oberflaechenrauhigkeit auf den Waermeuebergang beim Blasensieden an Glatt- und Rippenrohren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Laboratorium für Wärme- und Kältetechnik durchgeführt. Es wird der Einfluss des Rohrdurchmessers und der Berippung auf den Waermeuebergangskoeffizienten beim Blasensieden in einem weiten Druckbereich (von ca. 0,3 Prozent bis 80 Prozent des kritischen Druckes) an 4 Glattrohren unterschiedlichen Durchmessers (4 bis 90 mm) und jeweils 2 Rippenrohren unterschiedlicher Rippengeometrie bei einem grossen und kleinen Durchmesser untersucht. Dabei wird durch Sandstrahlen sowohl auf den Glatt- als auch auf den Rippenrohren eine einheitliche Oberflaechenrauhigkeit erzeugt, die in drei Stufen mit Mittenrauhwerten zwischen 0,2 bis ueber 10 Mikrometer variiert wird, um einerseits den Einfluss des Durchmessers und der Berippung vom Oberflaecheneinfluss zu trennen und andrerseits die Kenntnisse zum Oberflaecheneinfluss zu vertiefen. Als Versuchsfluessigkeiten werden die ozonunschaedlichen Kohlenwasserstoffe Propan bei hohen Druecken und n-Hexan bei niedrigen Druecken vorgesehen.
Das Projekt "Thermo- und Fluiddynamik beim Sieden: Wirkung elementarer Oberflaechenmodifikationen am glatten Verdampferrohr im Hinblick auf die Berechnung von Hochleistungsrohren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Paderborn, Laboratorium für Wärme- und Kältetechnik durchgeführt. Es soll an horizontalen Verdampferrohren der Effekt unterschiedlicher, elementarer Oberflaechenstrukturen im Groessenbereich deutlich unter 1 mm, die in regelmaessigen Anordnung auf glatte Rohre aufgebracht sind, untersucht werden. Die Strukturen sollen aus zwei Klassen bestehen: groessere, im Bereich zwischen 0,1 und 0,5 mm und kleinere mit charakteristischen Abmessungen weit unter 0,1mm. Der Rohrdurchmesser von 1 Zoll ist so ausgewaehlt, dass konvektive Einfluesse auf den lokalen Waermeuebergang am Rohrumfang deutlich hervortreten. Die beiden Strukturen sollen dazu dienen, Beitraege der Verdampfung an Blasenkeimstellen und konvektive Beitraege zum Waermeuebergang voneinander zu trennen. Als Rohrmaterial soll Cu und CuNi (90/10) und als siedende Fluessigkeit Propan, bzw. n-Hexan verwendet werden; in einer zweiten Stufe sollen die Versuche auf einen Alkohol und ein binaeres Stoffsystem ausgedehnt werden. Die Waermeuebergangsmessungen werden mit Hochgeschwindigkeitsvideoaufnahmen der Blasenbildung kombiniert, deren Auswertung gemeinsam mit anderen Projekten geschieht. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse die modellmaessige Beschreibung der thermischen Uebertragungsleistung, die parallel laufen soll, gestatten und dass daraus quantitative Hinweise fuer die Berechnung von Hochleistungsverdampferrohren zu gewinnen sind.
Das Projekt "Waermeuebergang und Druckverlust in einseitig beheizten, geneigten und innenberippten Rohren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Im Forschungsvorhaben werden Untersuchungen an 6 m langen Rohren in einem Parameterbereich durchgefuehrt, der die moeglichen Dampfzustaende fuer den Dampferzeuger zur Rohrgaskuehlung beim GuD-Kraftwerk mit Kohlevergasung abdeckt. Ziel des Vorhabens ist das Erstellen von Rechenverfahren, die die Berechnung der Rohrwandtemperatur und des Druckverlustes sowohl fuer glatte Rohre bei ungleichfoermiger Beheizung ueber den Rohrumfang, als auch fuer geneigte, glatte Rohre sowie fuer senkrecht angeordnete innengerippte Rohre mit gleichfoermiger Beheizung ueber den Rohrumfang erlauben. Das Vorhaben dient der Erhoehung der Auslegungssicherheit und -genauigkeit von Dampferzeugersystemen, insbesondere im Zusammenhang mit der Einfuehrung neuer Technologien auf dem Kraftwerkssektor wie Kohlevergasung und Wirbelschichtfeuerung.
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