Untersuchung der Methanolverdampfung in parallelen Mikrokanälen

Im Rahmen der Luftfahrtforschung wurde ein experimenteller Teststand entwickelt, um das Verdampfungsverhalten von Methanol in parallelen Mikrokanälen zu untersuchen. Dabei liegt der Fokus auf der Analyse von Druckverlusten, lokalen und globalen Wärmeübergängen sowie der Ermittlung von Instabilitäten bei der Verdampfung. Die Verdampferplatte, die der Bipolarplatte einer Brennstoffzelle nachempfunden ist, enthält 40 parallele Mikrokanäle. Diese haben eine quadratische Querschnittsfläche mit der Kantenlänge 1 mm und einer Länge von 250 mm. Einlass- und Auslassplenum sorgen für eine gleichmäßige Durchströmung der Kanäle. Ziel der Versuche ist es, lokale Überhitzungen frühzeitig zu erkennen sowie die Grenzen stabiler Verdampfung zu bestimmen. Am Teststand können Betriebsparameter wie Massenstromdichte, Wärmestromdichte, Druckniveau und Unterkühlung gezielt eingestellt und geregelt werden. Die Beheizung der Teststrecke erfolgt elektrisch von der Unterseite der Verdampferplatte, wobei eine Silikonschicht für eine gleichmäßige Wärmestromdichte sorgt. Um Wärmeverluste zu reduzieren und präzise Wärmeübergänge messen zu können, ist der Verdampfer gedämmt und in einer temperierten Einhausung untergebracht. Bei dem Vortrag sollen das Konzept des Teststandes sowie einphasige Testergebnisse zur Validierung der Druckverlust- und Wärmeübergangsmessungen bei laminaren Strömungen vorgestellt werden.
Subjects
Mini- /Mikrokanäle
Laminare Strömungen
Wärmeübergang
Druckverlust
Methanol
niedrige Reynoldszahlen
DDC Class
600: Technology