Lorenzo Vianello M.Sc.
Simulation Filmverdampfung und Ablagerungsbildung
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Darmstadt
| Seit 09/2023 | Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Technische Thermodynamik, Technische Universität Darmstadt |
| 10/2022 – 08/2023 | HiRef SpA: Vertriebsingenieur |
| 08/2022 – 10/2022 | Fachberater für CFD-Simulationen, Forschungsgruppe Fluide und Wärmetechnik, Universität Nottingham |
| 10/2020 – 09/2021 | Wissenschaftlicher Mitarbeiter am STET Forschungsgruppe, Universität Padua |
| 10/2017 – 10/2020 | M.Sc. Energietechnik, Universität Padua |
| 09/2014 – 09/2017 | B.Sc. Energietechnik, Universität Padua |
Teilprojekt B01: Numerische Untersuchung der Verdunstung von Mehrkomponentenfilmen und Ablagerungsbildung
Flüssige Kraftstoffe bilden unter bestimmten Bedingungen im Inneren eines Verbrennungsmotors Wandfilme. Leichtflüchtige Kraftstoffbestandteile verdampfen schneller. Die verbleibenden Bestandteile können durch Vernetzung oder chemische Reaktionen Ablagerungen an der Wand bilden. Diese Ablagerungen beeinträchtigen den Wirkungsgrad des Motors und erhöhen die Schadstoffemissionen. Ablagerungen können auch durch Verdampfung in der Verfahrenstechnik oder in Harnstoff-Einspritzanlagen zur Abgasreinigung entstehen. Der Prozessablauf und die Abhängigkeit von verschiedenen Parametern sind unbekannt.
Ziel dieser Arbeit ist es, den Verdampfungsprozess von Mehrkomponentensystemen auf komplexen Oberflächen und den Einfluss von Ablagerungen sowohl theoretisch als auch numerisch zu beschreiben. Dabei werden die Strömungsdynamik, der Wärme- und Stoffübergang in Flüssigkeitsfilmen und -tropfen, chemische Reaktionen und die Entstehung von Ablagerungen betrachtet.
In diesem Projekt werden in einem ersten Schritt verschiedene physikalische Prozesse, die an der Verdampfung von Filmen und Tropfen und der Bildung von Ablagerungen beteiligt sind, getrennt voneinander betrachtet und mit geeigneten Methoden untersucht. Dabei kommen sowohl asymptotische Methoden (Long-Wave-Theory) als auch numerische Methoden (Volume-of-Fluid-Methode und Arbitrary-Lagrangian-Eulerian-Methode) zum Einsatz.
Durch die Kombination der verschiedenen Modelle wird es möglich, den Einfluss verschiedener Parameter (wie Temperatur, turbulente Strömung, Flüssigkeitszusammensetzung) auf die Verdampfung und die Bildung von Ablagerungen zu ermitteln. Daraus lässt sich ein besseres Verständnis des Prozesses ableiten.
Zu den aktuellen Zielen gehört die Ausweitung des Modells für Tropfenverdampfung und Ablagerungsbildung auf Motorbedingungen. Außerdem werden die verschiedenen asymptotischen Modelle, die in der ersten Förderperiode entwickelt wurden, in ein Modell für die Filmentwicklung, die Verdampfung und die chemischen Reaktionen integriert. Schließlich werden parametrische Studien durchgeführt, um kritische Parameterbereiche zu identifizieren, die zur Bildung von Ablagerungen führen.