Untersuchung des Einflusses der freien Konvektion auf den Wärmeübergang bei Zylindern mit verschiedenen Aspektverhältnissen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Hans Josef Rath (†)
• Fachliche Zuordnung: Energieverfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 1995 bis 2002
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5227699

Die Wärmeübertragungsmechanismen an einem endlich langen, elektrisch geheizten Zylinder lassen sich auf Wärmestrahlung, Wärmeleitung sowie Konvektion an das umgebende Fluid zurückführen. Eine technische Anwendung finden diese Zylinder mit typischen Abmessungen von 1-2 mm Länge und wenigen Mikrometern Durchmesser in der Hitzdrahtmeßtechnik. Durch eine systematische Studie der Wärmeübertragung soll im Bereich der schleichenden Strömung (Re kleiner als 1) der Einfluß der freien Konvektion auf den dreidimensionalen Wärmeübergang untersucht werden. Zu diesem Zweck sollen Messungen im Labor unter Erdbeschleunigung und Messungen unter Mikrogravitation durchgeführt werden. Durch einen Vergleich dieser Messungen kann unter Konstanthaltung aller anderen Bedingungen eindeutig der auf die freie Konvektion anfallende Anteil der Wärmeübertragung bestimmt werden. für die Messungen unter Mikrogravitation steht der Fallturm des Zentrum für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen, zur Verfügung. Der aufgebaute Versuchsstand ist für einen Geschwindigkeitsbereich von 0 - 60 cm/s ausgelegt und deckt somit den gesamten Bereich von freier über die gemischte bis hin zur erzwungenen Konvektion ab. Dies entspricht einem Reynoldszahlenbereich von Re = 0 - 0.11 für einen Zylinder mit 5 µm Durchmesser bei einer Filmtemperatur von 140 °C.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen