Dr.-Ing. Axel Sielaff
Gruppenleitung Sieden und Verdampfen
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In der Gruppe Sieden und Verdampfen untersuchen wir schwerpunktmäßig den zweiphasigen Wärmeübergang von Flüssigkeiten zu Gasen bzw. Dämpfen. Im Folgenden finden Sie Informationen zu unseren Projekten.
Skalenübergreifende Experimente zum Sieden komplexer Flüssigkeiten auf komplexen Oberflächen
Im Projekt Skalenübergreifende Experimente zum Sieden komplexer Flüssigkeiten auf komplexen Oberflächen steht die Analyse der Wechselwirkungen zwischen Wärmetransport und Verdampfung im Technikumsmaßstab im Vordergrund.
Dazu werden Untersuchungen mit unterschiedlichen Heizern und Fluiden durchgeführt, wobei die aufzulösende Längenskala im Millimeterbereich liegt. Da viele Phänomene des Siedens auf kleinen Längenskalen stattfinden und den gesamten Prozess beeinflussen werden zusätzlich Untersuchungen an einzelnen Blasen durchgeführt.
Verständnis und Optimierung von Verdampfungsprozessen für µ-g Anwendungen
Neben den unterschiedlichen Längenskalen sind auch die Zeitskalen beim Siedeprozess ein entscheidender Faktor. So können bei der Verwendung von Kältemitteln z.B. über 100 Blasen pro Sekunde an einer einzelnen Keimstelle aufsteigen.
Um diesen Prozess verlangsamen und somit besser untersuchen zu können, führen wir innerhalb des Projektes Verständnis und Optimierung von Verdampfungsprozessen für µ-g Anwendungen ebenfalls Untersuchungen an Einzelblasen in reduzierter Schwerkraft durch. Dazu nutzen wir Parabelflüge und arbeiten mit einem internationalen Forscherteam innerhalb des Versuches RUBI zusammen. Dieser Versuch soll im Jahr 2019 auf der Internationalen Raumstation durchgeführt werden.
Erzwungene Be- und Entnetzung komplexer Oberflächen
Die Wechselwirkungen die dabei auftreten finden zum Teil im Submillimeter- bis Submikrometerbereich statt. Hierbei ist vor allem die Ausbildung eines wenige Mikrometer dicken Dünnfilms zwischen der Blase und der beheizten Wand zu nennen. Im Projekt Erzwungene Be- und Entnetzung komplexer Oberflächen können wir diese Dünnfilmbildung exakt nachstellen, wissenschaftlich untersuchen und beschreiben.
Simulation beim Blasensieden
Trotz hochauflösender Messtechnik können wir experimentell nicht auf die kleinsten Längenskalen vordringen und auch nicht alle Parameter frei voneinander variieren. Hierfür nutzen wir innerhalb des Projektes Simulation beim Blasensieden numerische Werkzeuge und eigens entwickelte Codes zur detaillierten Beschreibung des Siedeprozesses. Hierbei werden sowohl Keimstellen im Heizer als auch Scherströmungen beachtet.
Ablagerungsbildung von Kraftstoff und AdBlue
Zur Übertragung unserer experimentellen Kenntnisse und Erfahrungen in aktuelle technische Prozesse untersuchen wir darüber hinaus im Projekt Ablagerungsbildung von Kraftstoff und AdBlue die Verdampfung und Ablagerungsbildung von Kraftstoffen und Harnstoff-Wasser-Lösungen sowohl am Einzeltropfen als auch am dünnen Flüssigkeitsfilm. Der Film wird dabei innerhalb eines Luftstromes auf einer beheizten Oberfläche geschert. Hierbei können wir innermotorische Bedingungen von 25 – 250°C Wandtemperatur bei Strömungsgeschwindigkeiten bis zu 20 m/s experimentell abbilden.
