Untersuchung des Benetzungsvorgangs und der Wärmeübertragung auf lasergefertigten, komplexen Oberflächen während Kondensation von Dampf im gesättigten und überhitzten Zustand

• Antragsteller: Dr.-Ing. Mete Budakli
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 441193154

Die Hauptaufgabe in diesem Projekt ist es, mit Hilfe der Lasterfertigungstechnik die Oberflächenbeschaffenheit von unterkühlten Wänden systematisch und gezielt zu modifizieren, sodass eine signifikante Verbesserung der Wärmeabfuhr während Dampfkondensation erreicht wird. Dabei soll berücksichtigt werden, dass, verglichen mit nicht-modifizierten Oberflächen, die Erhöhung der Wärmeabfuhr bei äquivalenten Betriebsbedingungen erzielt wird.Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens ist es vorgesehen eine glatte, unstrukturierte Referenzoberfläche und mehrere mikrostrukturierte Oberflächen hergestellt aus Aluminium und Kupfer einzusetzen. In Bezug auf die Kontaktwinkelvergrößerung werden die Oberflächen neben der Anwendung der Laserfertigungstechnik, einer elektrochemischen Behandlung unterzogen. Durch diesen Schritt soll auf den Oberflächen eine Nanostrukturierung erreicht werden, die zu reduzierter Oberflächenenergie und größere Kontaktwinkel an der Phasengrenze Flüssigkeit-Wand führen, um schließlich eine Intensivierung des Wärmeübergangs zu erreichen.Aus den Experimenten sollen bestimmende Einflussfaktoren (Kontaktwinkel/-hysterese, Oberflächenrauheit, Betriebsdruck, etc.), die den gesamten Kondensationsprozess wesentlich beeinflussen können, durch zeitlich und örtlich hochauflösende Messungen zum Wärmeübergang und zur Oberflächenbenetzung identifiziert und deren Interdependenzen in Bezug auf Topographieänderungen aufgezeigt werden. Weiterhin soll der Beitrag von Nano-Mikro-Strukturen auf den Wärmetransport bzw. Oberflächenbenetzungs-Charakteristika mathematisch unter Zuhilfenahme gemessener Werte modelliert und mit der vorhandenen Literatur und den experimentellen Daten validiert werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Türkei
• Gastgeber: Professor Dr. Mehmet Arik