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Simulation von Strömungs- und Wärmeübertragungsvorgängen in thermischen Energiespeichern mit Phasenwechsel

Felbinger, Jonina (2014) Simulation von Strömungs- und Wärmeübertragungsvorgängen in thermischen Energiespeichern mit Phasenwechsel. Bachelor's, Technische Universität Berlin.

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377kB

Abstract

Die Integration von Phasenwechselspeichern in solarthermische Kraftwerke mit Direktverdampfung oder industrielle Prozesse stellt eine vielversprechende Technologie zur Steigerung der Anlageneffizienz dar. Im Rahmen dieser Arbeit wird durch numerische 2D-Simulationen von transienten Strömungs- und Wärmeübertragungsvorgängen die Auswirkung natürlicher Konvektion auf die Be- und Entladevorgänge thermischer Energiespeicher mit Fest-Flüssig- Phasenwechseln untersucht. Fokus dabei ist, den Einfluss geometrischer Parametervariationen auf das Speicherverhalten zu ermitteln. Dazu wird das Modell eines rechtwinkligen Plattenwärmespeichers mit vertikalen Speicherkammern entwickelt, in dem ein Nitratsalz (KNO3 − NaNO3) durch ein zweiphasiges Wärmeträgerfluid (Wasser) seitlich beheizt oder gekühlt wird. Die Kammern sind in Höhe und Breite variabel. Es werden unabhängig voneinander jeweils drei verschiedene Abmessungen betrachtet, wodurch sich Seitenverhältnisse (Höhe/Breite) von 4-40 ergeben. Die Ergebnisse der Parameterstudie werden in absoluter Form sowie anhand einer dimensionslosen Analyse dargestellt. Es kann unter Verwendung relevanter Kennzahlen, wie Rayleigh- und Fourier-Zahl, ein Zusammenhang für das Schmelzverhalten in den verschiedenen Speicherkammern gefunden werden. Zudem wird anhand der Nußelt-Zahl ein Faktor für die Verstärkung des konvektiven Wärmeübergangs in Abhängigkeit der Speicherabmessungen gegeben.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/94309/
Document Type:Thesis (Bachelor's)
Additional Information:Betreuung am DLR: Dipl.-Ing. Julian Vogel
Title:Simulation von Strömungs- und Wärmeübertragungsvorgängen in thermischen Energiespeichern mit Phasenwechsel
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Felbinger, JoninaUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:October 2014
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:121
Status:Unpublished
Keywords:Thermische Energiespeicher, Phasenwechselmaterial, Phasenwechselspeicher, Latentwärmespeicher, Natürliche Konvektion, Numerische Simulation, CFD
Institution:Technische Universität Berlin
Department:Studiengang Energie- und Prozesstechnik
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 - Thermochemical Processes (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Engineering Thermodynamics > Thermal Process Technology
Deposited By: Vogel, Julian
Deposited On:12 Jan 2015 16:17
Last Modified:31 Jul 2019 19:51

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