Entwicklung eines neuen Messverfahrens für Phasengleichgewichte von fluiden Gemischen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Markus Richter
• Fachliche Zuordnung: Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 412071814

Das wesentliche Ziel des beantragten Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines neuen Messverfahrens für Phasengleichgewichte von fluiden Gemischen basierend auf der Technologie von Mikrowellen-Hohlraumresonatoren. Dieses neue Verfahren wird eine vollständige Phasenbeschreibung (inkl. Druck, Temperatur, Zusammensetzung und Dichte) des Dampf-Flüssig Phasengleichgewichtes binärer Gemische hervorbringen und das mit einer einzigen Apparatur, in einer einzigen, schnellen Messung, ohne Probenentnahme. Die resultierende Apparatur wird einen wesentlichen Beitrag zur thermodynamischen Stoffdatenforschung leisten und den aktuellen den Stand der Messtechnik voranbringen.Wenn durch den stetigen Bedarf energietechnische Prozesse effizienter und umweltfreundlicher zu gestalten oft zu hohe Kosten und eine ineffiziente Prozessgestaltung entstehen, werden die Einschränkungen existierender thermodynamischer Stoffdatenmodelle deutlich. Die Lösung liegt in der Entwicklung von genaueren und umfassenderen Zustandsgleichung für fluide Stoffe mit technischer Relevanz. Vor diesem Hintergrund hängt der Fortschritt letztlich von der Verfügbarkeit genauer Daten für die relevanten fluiden Gemische ab. Die Messung solcher Daten mit den üblichen Verfahren ist typischerweise sehr langsam und erfordert mehrere Messgeräte (z.B. für Phasengleichgewicht und Dichte). Jedes Gerät dient der Messung einer einzelnen Größe, weshalb die Gemische in mehrere Apparaturen gefüllt werden müssen, die sich häufig analytischer Verfahren bedienen, was ungünstig für Zeitbedarf und Messunsicherheit ist. Um diese andauernde Herausforderung zu adressieren, soll im Rahmen des beantragten Forschungsprojektes ein neues Messverfahren für Phasengleichgewichte fluider Gemische entwickelt werden, das schneller und einfacher als die gebräuchlichen Verfahren ist. Um dieses Ziel zu erreichen, soll (1) ein Mikrowellen-Hohlraumresonator aufgebaut werden, dessen Bauform mittels Finite Elemente Analyse ermittelt wurde, (2) das mathematische Rahmenwerk entwickelt werden, um die vollständige Phasenbeschreibung zu erlangen und (3) ein gründlicher Funktionsnachweis des neuen Verfahrens durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Australien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Paul Stanwix