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Numerische Untersuchung der Verdunstung eines Tropfens einer Harnstoff-Wasser-Lösung mit pyoomph
Numerical investigation of evaporation of a urea water solution drop using pyoomph
30.04.2026
Masterthesis
Harnstoff-Wasser-Lösung (HWL) wird in SCR-Systemen (Selective Catalytic Reduction) häufig eingesetzt, um schädliche Stickoxidemissionen (NOx) von Dieselmotoren zu reduzieren. Die Untersuchung der Verdampfung von HWL ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis des Ablagerungsprozesses und lässt sich auf viele andere Anwendungsbereiche übertragen, wie beispielsweise den Tintenstrahldruck und pharmazeutische Produktionsprozesse. Zur Untersuchung der Verdampfung und der Ablagerungsbildung werden numerische Simulationen durchgeführt, wobei ein Open-Source-Framework in Python namens „pyoomph“ verwendet wird.
Betreuer/in: Lorenzo Vianello, M.Sc.
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Masterthesis
Hintergrund
Vollverdampfer, die ein Fluid vollständig in die Dampfphase überführen, spielen eine wichtige Rolle in thermischen Systemen der Energie- und Verfahrenstechnik. Für den zuverlässigen Betrieb solcher Systeme ist ein genaues Verständnis der Leistungscharakteristik unter verschiedenen Betriebsbedingungen unerlässlich. Bisherige Auslegungen basieren häufig auf vereinfachten Annahmen, die das reale Systemverhalten nur unzureichend abbilden.
Die gezielte Optimierung des Heizkonzepts, insbesondere durch den Einsatz von Dickschichtheizern, bietet das Potential, Wärmeübergang und Betriebsstabilität signifikant zu verbessern und gleichzeitig die Systemkomplexität zu reduzieren.
Aufgabenstellung
Im Rahmen der Masterarbeit soll ein bestehender Vollverdampfer für Wasser experimentell charakterisiert und hinsichtlich seiner Leistungsparameter optimiert werden. Zentraler Bestandteil der Optimierung ist die Integration eines Dickschichtheizers sowie die systematische Untersuchung des Einflusses relevanter Betriebsparameter.
Betreuer/in: Dr.-Ing. Axel Sielaff
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Masterthesis, Bachelorthesis, Advanced Design Project (ADP)
The evaporation of liquid droplets, a phenomenon ubiquitous in daily life, has garnered significant attention in scientific research. Of particular interest is the evaporation of droplets laden with nonvolatile solutes, which results in intricate deposition patterns on the substrate. Understanding the mechanisms underlying the formation of these patterns is crucial for various technical applications, spanning from coating and inkjet printing to disease detection. This work delves into the development of a comprehensive model of the specific ring-like deposition patterns observed during the drying of droplets.
Betreuer/in: Amirhossein Khazayialiabad, M.Sc.
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