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Modellierung der Zweiphasenströmung in senkrechten Rohren für die Anwendung von PCM-Speichern in solarthermischen Kraftwerken mit Direktverdampfung

Keller, Marc (2014) Modellierung der Zweiphasenströmung in senkrechten Rohren für die Anwendung von PCM-Speichern in solarthermischen Kraftwerken mit Direktverdampfung. Master's, Karlsruher Institut für Technologie.

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167kB

Abstract

Für solarthermische Kraftwerke mit Direktverdampfung stellt die Integration eines Phasenwechselspeichers für die Zwischenspeicherung von thermischer Energie eine vielversprechende Technologie zur Verbesserung der Effizienz dar. Der Wärmeaustausch zwischen dem Wärmeträgerfluid Wasser/Dampf und dem Speichermaterial ist ein aktueller Forschungsschwerpunkt und wird mit numerischen Methoden untersucht. In dieser Arbeit wird ein Simulationsprogramm für die Zweiphasenströmung des Wärmeträgerfluids in vertikalen Rohren entwickelt. Das Modell berücksichtigt insbesondere die beim Be- und Entladen auftretenden Wärmeübergangsbereiche sowie Druckverluste. Nach einer Zusammenfassung und einem Vergleich der gängigsten Modelle zur eindimensionalen Modellierung von Zweiphasenströmungen werden die notwendigen konstitutiven Gleichungen für das eingesetzte stationäre heterogene Modell beschrieben. Mittels einer Finite-Differenzen-Methode werden die Modellgleichungen diskretisiert und die Implementierung des numerischen Lösungsalgorithmus wird in MATLAB umgesetzt. Die Validierung des Programmcodes erfolgt anhand Vergleichsergebnissen, die mit der kommerziellen Software Apros erzeugt werden. Dazu werden Referenzfälle mit konstanter Wandwärmestromdichte analysiert und verglichen.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/88671/
Document Type:Thesis (Master's)
Additional Information:Betreuung am DLR: Dipl.-Ing. Julian Vogel
Title:Modellierung der Zweiphasenströmung in senkrechten Rohren für die Anwendung von PCM-Speichern in solarthermischen Kraftwerken mit Direktverdampfung
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Keller, MarcUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:March 2014
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:129
Status:Unpublished
Keywords:Zweiphasenströmung, Wasser, Dampf, Verdampfung, Kondensation, PCM, Latentwärmespeicher
Institution:Karlsruher Institut für Technologie
Department:Fakultät für Maschinenbau
HGF - Research field:Energy
HGF - Program:Efficient Energy Conversion and Use (old)
HGF - Program Themes:Energy-efficient Processes (old)
DLR - Research area:Energy
DLR - Program:E EV - Energy process technology
DLR - Research theme (Project):E - Thermochemische Prozesse (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Engineering Thermodynamics > Thermal Process Technology
Deposited By: Vogel, Julian
Deposited On:22 Apr 2014 14:20
Last Modified:31 Jul 2019 19:45

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