Hochauflösende Messungen beim Blasensieden von Reinstoffen und binären Gemischen

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Blasensieden findet in der verfahrenstechnisch/chemischen Industrie sowie in der Energietechnik Anwendung, doch die zugrunde liegenden physikalischen Mechanismen sind noch nicht ausreichend geklärt. Viele Berechnungsvorschriften für den Wärmeübergang basieren auf empirischen Daten. In den letzten Jahren wurden numerische Modelle entwickelt, die eine detaillierte Beschreibung der physikalischen Phänomene, insbesondere der Verdampfung an der 3-Phasen-Kontaktlinie, ermöglichen. Diese Arbeit führt zeitlich und örtlich hochauflösende Messungen an Dampfblasen durch, um einen Vergleich mit den numerischen Ergebnissen zu ermöglichen. Eine speziell entwickelte Siedeapparatur generiert isolierte Dampfblasen an künstlichen Keimstellen. Ein Folienheizer erlaubt die Analyse der Temperaturfelder von der Rückseite der Heizfläche mittels optischer Methoden bei Aufnahmefrequenzen bis 2000 Hz. Eine zweite Hochgeschwindigkeitskamera erfasst die Blasenkontur sowie Strömungs- und Temperaturfelder in der Flüssigkeit. Zudem wird mit einer Mikro-Thermoelementsonde (MTES) die Flüssigkeits-/Dampftemperatur mit Abtastraten von 10 kHz erfasst. Als Versuchsstoffe kommen fluorierte Kohlenstoffe wie HFE-7100, FC-84, FC-3284 und deren binäre Gemische zum Einsatz. Die Arbeit wurde im Rahmen eines DFG-Pakets „Sieden binärer Gemische“ in Kooperation mit der TU Berlin durchgeführt.