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Teilprojekt CO2: Skalenübergreifende Experimente zum Sieden komplexer Fluide an komplexen Oberflächen

Die effektive Kühlung der immer kleiner und dabei immer leistungsstärkeren Elektronik wird eine immer wichtigere Aufgabe in der Zukunft. Die Wärmeabfuhr mittels heat pipe ist dafür besonders geeignet. Der Wärmetransport dort basiert auf Phasenwechselvorgängen, der Kondensation und dem Verdampfen. Bei der Verdampfung von Flüssigkeiten kann man verschiedene Regime unterscheiden. Das für die technische Anwendung sinnvollste Regime ist das Blasensieden, da hohe Wärmeströme bei vergleichsweise geringen Überhitzungen der Wand übertragen werden können.

Ziel dieser Arbeit ist es, die Wechselwirkungen zwischen Verdampfung, Hydrodynamik und dynamischen Benetzungseigenschaften bei Siedeprozessen besser zu verstehen. Durch dieses Projekt, soll eine Basis für valide, physikalisch fundierte Modelle geschaffen werden, die eine genaue Vorhersage des Wärmeübergangs beim Sieden ermöglicht.

Hierzu wurde eine Versuchsanlage aufgebaut, die Siedeexperimente mit verschiedenen Fluiden und Oberflächen in einem weiten Temperatur- und Druckbereich ermöglicht. Neben einem Heizer aus Kupfer, mit dem hohe Wärmestromdichten zu realisieren sind, wird ein Dünnschichtheizer für Versuche mit einzelnen Blasen verwendet. Mit Hilfe des Dünnschichtheizers, der aus einem infrarottransparenten Substrat, auf das eine metallische Heizerschicht aufgesputtert wurde und einer Hochgeschwindigkeitsinfrarotkamera, sind Messungen der lokalen Oberflächentemperatur beim Sieden möglich. Durch das Aufbringen derselben oder einer ähnlichen Oberfläche auf beide Heizer, ist eine Identifizierung, der auf unterschiedlichen Längenskalen für den Siedeprozess relevanten Parameter möglich.

Webseite: SFB 1194