Die Speicherung thermischer Energie birgt ein beträchtliches Potenzial für die Nutzung von Abwärme und kann auch dazu beitragen, die Energiewende durch die Speicherung von Überschussstrom voranzutreiben. Um sensible Wärme effizient zu speichern, sind hohe Temperaturen von entscheidender Bedeutung. Schüttungen eignen sich hierfür besonders gut, da viele verfügbare Materialien temperaturbeständig und leicht zu beschaffen sind. Allerdings kann die Beschreibung der Wärmetransportprozesse in Schüttungen sehr komplex sein. Nur wenige Untersuchungen befassen sich grundlegend mit diesen Transportprozessen im Zusammenhang mit der Wärmespeicherung und den damit verbundenen hohen Temperaturen. Das Ziel dieser Arbeit ist daher, eine anwendungsorientierte Modellierung von Wärmespeichern mit tiefergehenden Untersuchungen zu verknüpfen und Lösungsansätze vorzuschlagen. Hierfür werden Modelle entwickelt, die die Schüttungsgeometrie, die Strömung und den Wärmeübergang in Schüttungen sowie das thermodynamische Zeitverhalten darstellen und in einen Gesamtzusammenhang gebracht. Um die Ergebnisse der teilweise sehr rechenintensiven Modelle praktisch anwendbar zu machen, wird ein vereinheitlichender modifizierter Ansatz für eine Nu-Korrelation zur Charakterisierung des mittleren Wärmeübergangs zwischen Partikel und Fluid vorgeschlagen. Zur Validierung der entwickelten Modelle wurden Messungen an einem eigens dafür entwickelten Prüfstand bei Temperaturen von bis zu 1000K durchgeführt.
Schlagworte
Publikation durchsuchen
Bibliographische Angaben
Erscheinungsjahr
2024
Erscheinungsdatum
26.07.2024
ISBN-Print
978-3-95900-981-2
ISBN-Online
978-3-95900-981-2
Verlag
TEWISS, Garbsen
Reihe
Berichte aus dem IKW
Band
01/2024
Sprache
Deutsch
Seiten
213
Produkttyp
Monographie
Inhaltsverzeichnis
KapitelSeiten
Titelei/Inhaltsverzeichnis Kein Zugriff Seiten I - XXIII
1 Einleitung und Motivation Kein Zugriff Seiten 1 - 2
2.1 Geometrische Beschreibung von Schüttungen Kein Zugriff
2.2 Druckverlust in Schüttungen Kein Zugriff
Modelle für die effektive Wärmeleitfähigkeit Kein Zugriff
Modelle für den Wärmeübergangskoeffizienten Kein Zugriff
Wärmestrahlung in Schüttungen Kein Zugriff
Kontaktpunktproblematik bei partikelaufgelösten numerischen Simulationen Kein Zugriff
Numerische Untersuchungen des Wärme- bzw. Stoffübergangs Kein Zugriff
Experimentelle Untersuchungen Kein Zugriff
2.4 Forschungslücke und Ziele der Arbeit Kein Zugriff
3.1 Thermodynamische Grundlagen Kein Zugriff
Wärmeleitung Kein Zugriff
Wärmeübertragung durch Strahlung Kein Zugriff
Konvektiver Wärmetransport Kein Zugriff
Dimensionslose Kennzahlen Kein Zugriff
Fließeigenschaften von Fluiden Kein Zugriff
Laminare Strömung Kein Zugriff
Turbulente Strömung Kein Zugriff
Modellansätze der Strömungsmechanik Kein Zugriff
Erhaltungsgleichungen Kein Zugriff
Druckverlust Kein Zugriff
Grenzschicht Kein Zugriff
Diskretisierungsmethoden Kein Zugriff
Netzqualität Kein Zugriff
Lösung des Gleichungssystems Kein Zugriff
Turbulenzmodellierung Kein Zugriff
4.1 Das Konzept der digitalen Schüttung Kein Zugriff
4.2 Komponenten der digitalen Schüttung Kein Zugriff
4.3 Kopplung von physischer und digitaler Schüttung Kein Zugriff
4.4 Zieldefinition für die Analyse Kein Zugriff
5.1 Aufbau und Stabilität der physischen Versuchsschüttung Kein Zugriff
5.2 Geometrische Eigenschaften Kein Zugriff
5.3 Oberflächenmodellierung der Schüttung Kein Zugriff
6.1 Versuchsaufbau Kein Zugriff
6.2 Messmethodik Kein Zugriff
6.3 Versuchsdurchführung Kein Zugriff
6.4 Versuchsergebnisse Kein Zugriff
7.1 Ziel und Annahmen des Modells Kein Zugriff
7.2 Anfangs- und Randbedingungen Kein Zugriff
7.3 Geometrie und Vernetzung Kein Zugriff
7.4 Gleichungssystem und Modellierung Kein Zugriff
7.5 Validierung des numerischen Modells Kein Zugriff
8.1 Theoretische Analyse Kein Zugriff
8.2 Anpassung an die Versuchsschüttung Kein Zugriff
9.1 Aufbau und Modellierung Kein Zugriff
9.2 Validierung des thermodynamischen Modells Kein Zugriff
10 Zusammenfassung und Ausblick Kein Zugriff Seiten 119 - 122
Literatur Kein Zugriff Seiten 123 - 146
A.1 Beschreibung von Hohlraumscan3D Kein Zugriff
A.2 Beschreibung von SurfaceGen Kein Zugriff
A.3 Vernetzung für das numerische Modell Kein Zugriff
B Partikelanordnung der Versuchsschüttung Kein Zugriff Seiten 153 - 156
C Zusammenfassung der Messdaten Kein Zugriff Seiten 157 - 210
Lebenslauf Kein Zugriff Seiten 211 - 213
Ähnliche Veröffentlichungen
aus dem Schwerpunkt "Sicherheitstechnik", "Umwelttechnik", "Materialfluss & Fördertechnik", "Recycling & Entsorgung & Abfallwirtschaft", "Produktionstechnik"
