Vorhersage von Transporteigenschaften mittels Entropieskalierung

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Simon Stephan
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik ; Technische Thermodynamik
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 548115878

Die Modellierung und Vorhersage von Transporteigenschaften von Fluiden ist für viele technische Anwendungen von grundlegender Bedeutung. In den letzten Jahren hat sich die Entropieskalierung (ES) in Kombination mit Zustandsgleichungen (engl. EOS) als leistungsfähiger Ansatz für die Modellierung von Transporteigenschaften auf einer physikalischen Grundlage erwiesen. Diese Grundlage weist jedoch noch einige Mängel und Einschränkungen auf. Das hier vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, den Anwendungsbereich und die Genauigkeit von ES zu erweitern, indem einige Mängel behoben und neue Funktionen integriert werden. Die derzeit verfügbaren ES Modelle haben Einschränkungen bei der Modellierung von Gemischen sowie bei der Erfassung signifikanter physikalischer Effekte. Letzteres ist von entscheidender Bedeutung für die Vorhersagefähigkeit des Modells sodass es auch in Fällen anwendbar ist, in denen nur sehr wenige oder gar keine experimentellen Daten zur Verfügung stehen. In dieser Arbeit soll ES erweitert werden sodass (i) die Modellierung der Wärmeleitfähigkeit mittels ES mit einem quantenmechanischen Modell für die Energiespeichereigenschaften einzelner Moleküle gekoppelt wird, (ii) die Modellierung von Diffusionskoeffizienten in Mischungen möglich wird, (iii) das Fluidverhalten im kritischen Gebiet konsistent im EOS und ES Modellteil berücksichtigt wird und (iv) die ES Modellparameter sollen mit den molekularen Parametern der physikalisch-basierten EOS in Verbindung gebracht werden. Diese Ziele sind eng miteinander verknüpft und zielen darauf ab, die Vorhersagefähigkeit und Robustheit von ES zu erhöhen und neue Anwendungsmöglichkeiten zu eröffnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen