Wärmetechnische Untersuchung und Visualisierung des Ablagerungs- und Abtragungsverhaltens bei der Belagbildung in Mikrowärmeübertragern

• Applicants: Dr.-Ing. Wolfgang Augustin; Dr. Walther Benzinger
• Subject Area: Technical Thermodynamics
• Term: from 2009 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 112147680

Die Verschmutzung bzw. Verkrustung von wärmeübertragenden Flächen (Fouling) verursacht technisch und wirtschaftlich große Probleme. Aus technischer Sicht stehen die isolierende Wirkung der Foulingschicht und die dadurch bedingte Verschlechterung des Wärmedurchgangs im Vordergrund. Daneben führt eine verkrustungsbedingte Verminderung des Strömungsquerschnitts häufig zu einem Anstieg des Druckverlustes des Wärmeübertragers, was insbesondere im Fall von Mikroapparaten sehr schnell zum vollständigen Blockieren der Strömungskanäle führen kann. Die Gefahr der Belagbildung stellt daher gerade für mikroverfahrenstechnische Bauteile ein wesentliches Nutzungshemmnis für die industrielle Praxis dar. Deshalb soll der Schwerpunkt der Arbeiten in diesem Forschungsprojekt auf die Vermeidung bzw. Verringerung des Foulings gelegt werden. Dabei werden wärmetechnische Untersuchungen sowie Visualisierungen durchgeführt. Neben der integralen Erfassung des Foulings müssen darüber hinaus, insbesondere bei der Untersuchung von Mehrkanalwärmeübertragern, lokale Wandtemperaturen erfasst werden. Da die lokale Temperaturmessung besonders in Mikrostrukturen sehr anspruchsvoll und bislang kaum etabliert ist, soll eine Messmethode entwickelt werden, die dies für die geplanten Foulingversuche in Mikrowärmeübertragern ermöglicht. Übergeordnetes Ziel des Forschungsvorhabens ist die Bereitstellung experimentell abgesicherter und allgemein anwendbarer Berechnungsgleichungen zur Beschreibung des Ablagerungsverhaltens in Mikrowärmeübertragern beim Kristallisationsfouling sowie einer zuverlässigen und auf andere Anwendungen übertragbare Messmethode zur Bestimmung von lokalen Wandtemperaturen in Mikrowärmeübertragern.

• DFG Programme: Research Grants