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Numerische Analyse verschiedener Wärmeleitstrukturen für thermische Energiespeicher mit Phasenwechselmaterial

Pankevych, Bohdan (2015) Numerische Analyse verschiedener Wärmeleitstrukturen für thermische Energiespeicher mit Phasenwechselmaterial. Bachelor's, Hochschule Konstanz Technik Wirtschaft und Gestaltung.

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Abstract

Die vorliegende Arbeit handelt von der Untersuchung verschiedener Wärmeleitstrukturen im Rahmen einer numerischen Studie am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Im Zuge der Erforschung der erneuerbaren Energiequellen liegt einer der Schwerpunkte des Instituts für Technische Thermodynamik am Standort Stuttgart in der Entwicklung von thermischen Energiespeichern. Speicher mit Phasenwechselmaterial werden als Elemente zur direkten Dampferzeugung in thermischen Kraftwerken und für Industrieprozesse eingesetzt. Aufgrund der hierbei auftretenden Herausforderungen müssen Wärmeleitstrukturen zur Steigerung der Leistungsfähigkeit entworfen und umgesetzt werden. Zunächst erfolgt die Beleuchtung von Chancen und Herausforderungen dieser Technologie, einschließlich einer Übersicht potenzieller Lösungsmöglichkeiten. Ferner werden bereits eingesetzte Wärmeleitstrukturen vorgestellt. Es erfolgt eine kurze Zusammenfassung der theoretischen und numerischen Grundlagen zur Durchführung der 2D-Simulationen. Die simulierten Wärmeleitstrukturen werden in drei verschiedenen Speichermodifikationen eingesetzt. Es erfolgt eine Evaluierung geeigneter Beurteilungskriterien für die Bewertung der einzelnen Strukturen sowie die Vereinfachung und Zusammenfassung der Ergebnisse in einer Strukturdatenbank. Hierzu werden numerische Untersuchungen an unverzweigten, einfach verzweigten und zweifach verzweigten Strukturen durchgeführt. Aus den gewonnenen Daten werden Richtlinien für die Konstruktion von weiteren Wärmeleitstrukturen ermittelt sowie Funktionsmechanismen zur Beeinflussung des Entladeverhaltens beschrieben. Es erfolgt eine Überprüfung der Plausibilität der ermittelten Richtlinien anhand der Konstruktion einer neuen Wärmeleitstruktur. Schlussendlich wird ein Ausblick mit Anregungen für weitere Untersuchungen und mögliche Entwicklungsrichtungen gegeben.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/97605/
Document Type:Thesis (Bachelor's)
Additional Information:Betreuung am DLR: Dipl.-Ing. Julian Vogel
Title:Numerische Analyse verschiedener Wärmeleitstrukturen für thermische Energiespeicher mit Phasenwechselmaterial
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Pankevych, BohdanUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:July 2015
Refereed publication:No
Open Access:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Number of Pages:66
Status:Unpublished
Keywords:Thermische Energiespeicher, Phasenwechselmaterial (PCM), Phasenwechselspeicher, Latentwärmespeicher, Numerische Simulation, Axiale Rippen, Rippendesign, Wärmeübertrager
Institution:Hochschule Konstanz Technik Wirtschaft und Gestaltung
Department:Fakultät 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 - Thermochemical Processes (old)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Engineering Thermodynamics > Thermal Process Technology
Deposited By: Vogel, Julian
Deposited On:29 Jul 2015 10:33
Last Modified:31 Jul 2019 19:54

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