Experimentelle Analyse des Fest-Flüssig-Phasenwechsels mittels Particle Image Velocimetry

Abstract

In dieser Arbeit wird der Phasenübergang eines Phasenwechselmaterials von fest nach flüssig genauer betrachtet. Es werden Messungen an einem Teststand durchgeführt, anhand derer die Temperaturen im Phasenwechselmaterial sowie die Geschwindigkeiten in der flüssigen Phase des Phasenwechselmaterials beobachtet werden können. Hierfür kommen Thermoelemente sowie eine PIV-Messtechnik zum Einsatz. Des Weiteren wird der Verlauf der Phasengrenze über dem Aufschmelzprozess am Teststand betrachtet. Dies wird mit Hilfe einer Hintergrundbeleuchtung und der Kamera, die genauso Teil der PIV-Messtechnik ist, realisiert. Um eine möglichst geringe Beeinflussung der Messungen durch die Umgebung nachzuweisen, wird der Wärmeaustausch mit der Umgebung betrachtet und eine geeignete Regelvariante der Umgebungsheizungen wird ausgewählt. Es wird eine repräsentative Anzahl an Versuchsdurchführungen vorgenommen, um die Reproduzierbarkeit der Messergebnisse zu belegen. Die Informationen aus den Messreihen werden weiterhin mit einer Simulation des Aufschmelzprozesses verglichen. Anschließend wird eine Fehlerrechnung durchgeführt.