Verringerung von Unsicherheiten bei der numerischen Simulation von Aufschmelzvorgängen in Phasenwechselmaterialien durch systematische Modellanalyse mit temperaturabhängigen Stoffdaten

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Dieter Brüggemann
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 338765414

Latente thermische Energiespeicher (LTS), bei welchen die Energie zum großen Teil durch einen fest/flüssig-Phasenwechsel aufgenommen wird, stellen eine attraktive Möglichkeit dar, thermische Energie bei geringen Temperaturdifferenzen zu speichern. Bei der Auslegung solcher Speicher werden zunehmend numerische Simulationsmethoden eingesetzt. Obwohl einige der zur Simulation solcher Phasenwechsel entwickelten Modelle bereits vor längerer Zeit entwickelt worden sind, sind diese nach wie vor unzulänglich validiert. Daher wurde in den ersten Projektjahren das Aufschmelzen in einer einfachen Geometrie detailliert untersucht und validiert. Es zeigte sich, dass die in der Literatur stark variierenden Stoffdaten für die Schwierigkeiten bei der Validierung verantwortlich sind. Demgegenüber konnte durch die Verwendung von gemittelten temperaturabhängigen Stoffdaten eine Übereinstimmung von 5 bis 10 % mit dem Experiment erreicht werden. Da dies für technische System ausreicht, rückt nach der Validierung des Schmelzprozesses in einer Versuchskapsel die Übertragung auf eine technische Anwendung mit Schmelzprozess in den Vordergrund.Dieses Projekt soll durch gezielte Experimente und Simulationen aufzeigen, wie stark die Eingangsparameter die Auslegung solcher Speicher beeinflussen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen