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Berichte zur Energie- und Verfahrenstechnik Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Alfred Leipertz BEV Schriftenreihe Heft 96.4 Dipl.-Ing. Gerd Koch Untersuchungen zur Tropfenkondensation auf metallischen, hartstoffbeschichteten Oberflächen Dieser Bericht behandelt die Prüfung neuartiger Promoterschichten (Hartstoffschichten) zur Realisierung der Tropfenkondensation (TK) auf unterschiedlichen Metallen, die Charakterisierung der Leistungsfähigkeit bei der mit Wasserdampf unter Umgebungsdruck untersuchten Kondensationsform und die Feststellung zum Einfluß unterschiedlicher Systembedingungen wie Randwinkelgröße, Wandneigung, Art des Wandmaterials auf den Wärmeübergangskoeffizienten, sowie definierter Mischformen von Filmkondensation (FK) und TK. Modellrechnungen mittels der Finite-Elemente-Methode bestätigen die meßtechnischen Feststellungen bei den inhomogenen und instationären Übertragungsvorgängen auf der TK-Oberfläche. Die Prüfung der Funktionstüchtigkeit von Versuchsanlage und Meßtechnik wurde mit FK-Messungen in sehr guter Übereinstimmung zur Nusseltschen Wasserhauttheorie vorgenommen. Die TK ermöglicht Wärmeübergangskoeffizienten, die um eine Größenordnung größer sind als bei FK. Die Tropfenkondensation wird möglich, falls zwischen Wand und Kondensat unvollständige Benetzung herrscht. Metalle, die aufgrund guter Wärmeleitfähigkeit, der Vielfalt der Gestaltungs- und Verarbeitungsmöglichkeiten und der guten Festigkeitseigenschaften bevorzugt als Baumaterialien für Wärmeübertrager genutzt werden, sind von nahezu allen Flüssigkeiten vollständig benetzbar (FK). Über eine Beschichtung der metallischen Oberfläche mit Substanzen deutlich geringerer Oberflächenenergie können die für die TK nötigen Benetzungsverhältnisse jedoch eingestellt werden. Dazu geeignete Schichten müssen einem umfangreichen Anforderungsprofil entsprechen, denn, wie zahlreiche Untersuchungen zeigen, treten bei bereits bekannten Schichten Stabilitätsprobleme auf und damit ein frühzeitiger Übergang von TK zu FK. Die Hartstoffschichten zeigen Vorteile (günstige mechanische und tribologische Eigenschaften, hohe chemische Widerstandsfähigkeit und Temperaturstabilität bis zu ca. 400°C) und sind zur Durchführung systematischer Untersuchungen bei TK ausgezeichnet geeignet, weil Variationen im Herstellungsprozeß gezielt die Realisierung unterschiedlich ausgeprägter Benetzungsverhältnisse ermöglichen. Schriftenreihe Heft 97.2 Dipl.-Ing. Daniel Hofmann Promotionspreis 1998 der Technischen Fakultät Universität Erlangen-Nürnberg Zeit- und ortsaufgelöste Bestimmung der Temperatur- und Konzentrationsverteilung in technischen Verbrennungssystemen über die gefilterte Rayleigh-Streuung (FRS) In dieser Arbeit wird die Fortentwicklung der Rayleigh-Streulichttechnik für eine verbesserte Nutzung in technischen Verbrennungssystemen in Form der gefilterten Rayleigh-Streuung (FRS) vorgestellt. Eine optische Filtertechnik verringert hierbei deutlich den größten Nachteil der Rayleigh-Streuung, die Empfindlichkeit gegen Streulicht von Partikeln und Oberflächen. Mit der FRS-Technik können die gleichen Meßgrößen erfaßt werden wie mit der konventionellen Rayleigh- Streuung. Da durch die optische Filterung die direkte Proportionalität der detektierten Intensität zur Anzahldichte im Meßvolumen verloren geht, muß zur Bestimmung von Druck- und Temperaturverteilungen durch geeignete Modelle die spektrale Form der Rayleigh-Linie in ihrer Abhängigkeit von Druck, Temperatur und Spezies berücksichtigt werden. Mit der in dieser Arbeit angewandten Detektions- und Auswertetechnik sind Messungen von 2d-Verteilungen im Einzelschuß möglich. Solche Messungen wurden unter anderem an einer rußenden Flamme durchgeführt. Diese Flammen waren auf Grund der Interferenzen mit der Lichtstreuung an den Rußpartikeln bisher für Temperaturmessungen mit optischen Meßtechniken nicht einfach oder gar nicht zugänglich. Durch die FRS-Technik werden auch Messungen an eingeschlossenen Meßobjekten durch die Unterdrückung des Streulichts wesentlich erleichtert, wodurch bei Untersuchungen an technisch relevanten Meßobjekten wie z.B. geschlossenen Brennkammern oder in Verbrennungsmotoren eine wesentlich höhere Seriennähe des Versuchsträgers erreicht werden kann. Die Reduktion des Streulichts von gelegentlich im Brennraum auftretenden Flüssigkeitstropfen läßt dabei auf ein großes Potential der FRS-Technik zur Untersuchung von Flüssigverbrennungen schließen.
BERICHTE ZUR ENERGIE- UND VERFAHRENSTECHNIK BEV ______________________________________________________ Herausgeber: Prof.Dr.-Ing. Alfred Leipertz Schriftenreihe Heft 97.1 Motorische Verbrennung - aktuelle Probleme und moderne Lösungsansätze (III. Tagung) Tagung im HAUS DER TECHNIK e. V. Essen, 18./19. März 1997 Um die gesetzlichen Vorgaben zukünftiger Emissionsgrenzwerte erreichen zu können, sind - nach den bereits in der Vergangenheit erzielten deutlichen Reduzierungen - die Automobilhersteller und die betroffene Zulieferindustrie in besonderer Weise gefordert, die damit verbundenen Verbrauchswerte und Schadstoff- bzw. Partikelemissionen rechtzeitig zu realisieren. Neben einer Verbesserung derzeit eingesetzter Verfahren werden direkteinspritzende Brennverfahren sowohl für die ottomotorische als auch für die dieselmotorische Verbrennung als aussichtsreich angesehen in Verbindung mit variablen Einspritzverläufen. Die zeitgerechte Umsetzung erfordert den gebündelten Einsatz aller wissenschaftlich-technischen Ressourcen unserer Gesellschaft, um die auftretenden Detailprobleme der Einzelprozesse - Einspritzung, Zerstäubung, Verdampfung, Gemischbildung, Zündung und Verbrennung - kompetent und zielorientiert angehen zu können. Sowohl experimentell-meßtechnisch als auch theoretisch-modellbildende Kapazität ist gefordert. Die zur gemeinsamen Lösung notwendigen, höchst unterschiedlichen Kompetenzen erzwingt eine Zusammenarbeit der Automobilindustrie und deren Zulieferer mit einschlägigen Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, die nach einem guten Start zukünftig noch vertieft werden muß. Alle Aspekte der aufgezeigten Problematik, von den Einzelprozessen der Brennverfahrensentwicklung, ihrer meßtechnischen Erfassung und modellhaften bzw. simulationstechnischen Bearbeitung bis hin zur Abgasreinigung und Emissionsmeßtechnik, werden in diesem Berichtsband einer gleichnamigen Veranstaltung im Haus-der-Technik von kompetenten Vertretern aus Industrie und Forschungseinrichtungen behandelt. Auf 347 Seiten mit 253 Abbildungen wird in 21 Beiträgen von Vertretern der Motor-Industrie (BMW AG, Daimler-Benz AG, Dornier GmbH, MAN Nutzfahrzeuge AG, Mercedes-Benz AG, MTU Friedrichshafen GmbH), von Zuliefer- und Meßtechnikunternehmen (Bosch GmbH, AVL List GmbH, ESYTEC GmbH, FEV Motorentechnik GmbH, IAV GmbH, Siemens AG) und von einschlägigen privaten und öffentlichen Meßtechnik- und Forschungseinrichtungen (Bruker-Franzen Analytik GmbH, FhG für Lasertechnik, VDI-TZ Physik. Technologien, RWTH Aachen, U Erlangen-Nürnberg, U Heidelberg, TH Karlsruhe, U Rostock) neueste Entwicklungen vorgestellt. Zusätzlich liegt (nichtgebunden) bei die Langfassung eines Beitrages zur Rußmodellierung und die schriftliche Form eines Vortrages zum Stand der Technik des DI-Ottomotors mit den Highlights einer gleichnamigen Veranstaltung der Vorwoche. Erlangen 1997
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Seite 37: Berichte zur Energie- und Verfahren

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