Bestimmung des Blasenverhaltens beim unterkühlten ...

Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung ............................................................................................................................ 1
1.1 Motivation für den Einsatz der Siedekühlung ........................................................... 1
1.2 Ziel der Studie und Strukturierung der Arbeit ........................................................... 2
2 Grundlagen .......................................................................................................................... 5
2.1 Strömungsformen und Wärmeübertragungsregimes ................................................. 5
2.2 Blasensieden ohne Konvektion (Behältersieden) .................................................... 10
2.2.1 Mechanismen der Wärmeübertragung................................................................. 10
2.2.2 Modellvorstellungen zum Blasensieden .............................................................. 11
2.2.3 Wärmeübertragungskorrelationen........................................................................ 14
2.3 Charakteristische Kenngrößen beim Sieden ............................................................ 19
2.4 Messmethoden für Untersuchungen des Blasensiedens .......................................... 23
2.5 Blasenverhalten beim unterkühlten Strömungssieden ............................................. 24
2.6 Abgrenzung dieser Studie ........................................................................................ 25
3 Versuchsaufbau ................................................................................................................. 27
3.1 Anlage ...................................................................................................................... 27
3.2 Messstrecke.............................................................................................................. 31
3.3 Messtechnik ............................................................................................................. 35
3.3.1 Messwerterfassung............................................................................................... 35
3.3.2 Bestimmung der Wärmestromdichte und der Heizflächentemperatur................. 37
3.3.3 Bestimmung des Temperaturprofils der Kanalströmung..................................... 39
3.4 Optische Messmethoden .......................................................................................... 40
3.4.1 Hochauflösende CCD-Kamera ............................................................................ 41
3.4.2 Hochgeschwindigkeitskinematographie .............................................................. 41
3.4.3 Particle Image Velocimetry (PIV) ....................................................................... 42
3.5 Beleuchtungsmethoden ............................................................................................ 45
3.5.1 Bildebene parallel zur Heizfläche........................................................................ 45
3.5.2 Bildebene normal zur Heizfläche......................................................................... 46
3.5.3 Einsatz von fluoreszierenden Tracern (LIF) ........................................................ 47
3.5.4 Vergleich.............................................................................................................. 51
3.6 Versuchsdurchführung............................................................................................. 52
4 Algorithmen für die Bildanalyse ....................................................................................... 54
4.1 Grundbegriffe der digitalen Bildverarbeitung ......................................................... 54
4.2 Auswahl der Programmierumgebung ...................................................................... 55