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Experimentelle und numerische Untersuchung von wandnahen Strömungen in profilierten Rohren

Czarske, Jürgen (Hrsg). Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik. Karlsruhe: GALA 2015 S. 201 - 208

Erscheinungsjahr: 2015

ISBN/ISSN: 978-3-9816764-1-9

Publikationstyp: Buchbeitrag (Konferenzbeitrag)

Sprache: Deutsch

GeprüftBibliothek

Inhaltszusammenfassung


Fachtagung "Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik" (23. : 2015 : Dresden) Deutsche Gesellschaft für Laser-Anemometrie Für den Einsatz in Abgaswärmeübertragern sind Rohre mit strukturierten Oberflächen eine sinnvolle Alternative zum Glattrohr, da diese deutlich mehr Wärme bei gleichem Bauraum übertragen können. Durch regelmäßige Vertiefungen der Rohrwand wird die mittlere Wärmestromdichte im Vergleich zum Glattrohr deutlich gesteigert. Anhand isothermer und nichtisothermer CFD-Simulati...Fachtagung "Lasermethoden in der Strömungsmesstechnik" (23. : 2015 : Dresden) Deutsche Gesellschaft für Laser-Anemometrie Für den Einsatz in Abgaswärmeübertragern sind Rohre mit strukturierten Oberflächen eine sinnvolle Alternative zum Glattrohr, da diese deutlich mehr Wärme bei gleichem Bauraum übertragen können. Durch regelmäßige Vertiefungen der Rohrwand wird die mittlere Wärmestromdichte im Vergleich zum Glattrohr deutlich gesteigert. Anhand isothermer und nichtisothermer CFD-Simulationen auf Basis der Finite-Volumen-Methode (FVM) konnte nachgewiesen werden, dass in bestimmten Bereichen der Vertiefungen die Dicke der viskosen Unterschicht lokal reduziert wird. Es existieren Bereiche mit vergrößerter Grenzschichtdicke, die das Bilden von stehenden Wirbeln begünstigt. Die geschickte Ausformung der Wandkontur erlaubt es die beiden Bereiche so zu verteilen, dass die mittlere Wärmestromdichte überproportional im Vergleich zum Anstieg des Druckverlusts anwächst. Das RSM-ω Modell aus der Gruppe der RANS Modelle erweist sich bisher als das geeignetste Turbulenzmodell. Nach Anpassung der Koeffizienten im Turbulenzmodell konnten hiermit die größten Übereinstimmungen mit Prüfstandsmessungen gefunden werden. Zur Validierung der zu wählenden Koeffizienten im RSM-ω Modell wurden Geschwindigkeitsprofile in einem Querrillenrohr unter der Verwendung eines Laser-Doppler-Anemometers (LDA) für den isothermen Fall an verschiedenen Positionen gemessen. Zur Positionierung des Lasers im Rohr wurde einseitig ein Fenster mit planarer Oberfläche angebracht. Um den Einfluss des Fensters auf die gegenüberliegende Strömung vernachlässigbar gering zu halten, wurden große Rohre mit einem Innendurchmesser von d_i=38 mm verwendet. Mit den gefundenen Koeffizienten konnte eine sehr gute Übereinstimmung zwischen den gemessenen und den numerisch ermittelten Geschwindigkeitsprofilen erzielt werden. » weiterlesen» einklappen

Autoren


Mac-Nelly, Steven (Autor)
Künster, Marc (Autor)
Delgado, Antonio (Autor)

Klassifikation


DFG Fachgebiet:
Verfahrenstechnik, Technische Chemie

DDC Sachgruppe:
Ingenieurwissenschaften

Verbundene Forschungsprojekte


Verknüpfte Personen



Beteiligte Einrichtungen