Experimentelle Untersuchung des Wärmeübergangs bei Sprühkühlung an porösen und strukturierten Oberflächen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Peter Stephan
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 220198206

Die steigende Leistungsdichte elektronischer Komponenten erfordert leistungsfähigere Lösungen zum Abtransport der dissipierten Wärme. Die Grenzen traditioneller einphasiger Kühlsysteme sind bereits erreicht. In Zukunft werden zweiphasige Kühlsysteme eingesetzt werden müssen. Sprühkühlung ist ein solches zweiphasiges Kühlverfahren, mit dem besonders hohe Wärmestromdichten bei kleinen Wandüberhitzungen übertragen werden können. Der Wärmetransport erfolgt sowohl durch einphasigen konvektiven Wärmetransport als auch durch lokale Verdampfung. Die zu kühlenden Oberflächen können zur weiteren Erhöhung der Wärmeübergangskoeffizienten und der maximalen Wärmestromdichte strukturiert werden. Ziel der Strukturierung sind eine homogene Flüssigkeitsverteilung und eine Maximierung der Verdampfungsrate. Im Projekt sollen die Anteile von einphasiger Konvektion und Verdampfung in Abhängigkeit der Prozess- und Oberflächenparameter bei Einsatz unterschiedlicher Arbeitsfluide analysiert werden. Die Erkenntnisse stellen eine Grundlage für eine wissensbasierte Optimierung von Prozess- und Oberflächenparametern dar und dienen als Basis für eine theoretisch-numerische Modellierung des Wärmetransports bei der Sprühkühlung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Person: Professorin Dr. Tatiana Gambaryan-Roisman