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Untersuchung von Maßnahmen zur Wärmeübergangserhöhung an einem Reaktor für eine Metallhydrid-Kältemaschine

Feierfeil, Steffen (2022) Untersuchung von Maßnahmen zur Wärmeübergangserhöhung an einem Reaktor für eine Metallhydrid-Kältemaschine. Master's, Universität Stuttgart.

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Abstract

Vor dem Hintergrund eines neuen Klimatisierungskonzepts für mobile Brennstoffzellenanwendungen wird ein Metallhydridreaktor untersucht. Der Reaktor, der als Kernkomponente einer Kältemaschine vorgesehen ist, wird hinsichtlich seines äußeren Wärmeübergangs evaluiert und optimiert, um die Leistungsdichte des Gesamtsystems zu erhöhen. Mehrere Konzepte zur Wärmeübergangserhöhung im Ringspalt um den Reaktor werden mit Korrelationen aus der Literatur bewertet. Die Variation des hydraulischen Durchmessers und das Einbringen einer Drallströmung werden über Experimente zur Reaktordynamik und mit Simulationsmodellen weiter untersucht. Eine Reduktion des hydraulischen Durchmessers und die Erhöhung der Durchflussrate des Wärmeträgerfluids steigerten die desorbierte Wasserstoffmenge in einem Kühlzyklus. Die Drallströmung lieferte hier hingegen keine Steigerung im Vergleich zum unveränderten Ringspalt. Zwei Simulationsmodelle mit unterschiedlicher Implementierung des Wärmeübergangs und Fluidstroms wurden definiert und beschreiben das Verhalten der Reaktorkonstruktion. Die Ergebnisse bestätigen eine Erhöhung der desorbierten Wasserstoffbeladung bei Steigerung des Wärmeübergangs. Mit Hilfe von simulierten Parameterstudien werden verschiedene Konfigurationen und Betriebspunkte beurteilt und ein ideales Auslegungs- und Betriebsfenster vorgeschlagen.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/148611/
Document Type:Thesis (Master's)
Title:Untersuchung von Maßnahmen zur Wärmeübergangserhöhung an einem Reaktor für eine Metallhydrid-Kältemaschine
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iD
Feierfeil, Steffensteffen.feierfeil (at) outlook.deUNSPECIFIED
Date:20 January 2022
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:108
Status:Published
Keywords:Wärmeübergang, Metallhydrid, Reaktor, Kältemaschine
Institution:Universität Stuttgart
Department:Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt (ITLR)
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Transport
HGF - Program Themes:Road Transport
DLR - Research area:Transport
DLR - Program:V ST Straßenverkehr
DLR - Research theme (Project):V - NGC Antriebssystem und Energiemanagement
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Engineering Thermodynamics > Thermal Process Technology
Deposited By: Wimmer, Alexander
Deposited On:14 Mar 2022 10:36
Last Modified:14 Mar 2022 10:36

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