Gas- und kühlmittelseitiger Wärmeübergang

Infolge steigender Leistungsdichten in Vebrennungskraftmotoren ist man heute in der Motorenentwicklung bestrebt durch Zulassen von örtlichem Sieden die Wärmeabfuhr in das Kühlmittel signifikant zu erhöhen. Um diesen komplexen mehrphasigen lokalen Wärmeübertragungsvorgang numerisch abbilden zu können, bedarf es realistischer Modellansätze. An einem am ISW eigens für unterkühltes Strömungssieden konzipierten Testkanal wurden verschiedene Betriebszustände, wie sie im Kühlmantel eines Vebrennungskraftmotors typischerweise auftreten, experimentell untersucht. Damit konnte die Auswirkung der Strömung auf die Blasendynamik eingehend studiert werden. Aufbauend auf den dabei gewonnenen Erkenntnissen und dem umfangreichen Datensatz an gemessenen Siedekennlinien konnte ein Siedemodell erfolgreich entwickelt werden. Das vorgeschlagene Siedemodell wurde von den beiden industriellen Projektpartnern in der numerischen Simulation eines gesamten Motorblocks eingesetzt und erzielte dabei viel versprechende Ergebnisse. Die nächsten Zielsetzungen auf diesem Arbeitsgebiet werden die Validierung des Siedemodells für den Reinstoff Wasser sein, sowie die Untersuchung für das Siedeverhalten maßgeblicher Einflüsse, wie Oberflächenrauhigkeit, räumlicher Orientierung der Siedefläche, Ablagerungen an der Siedefläche bzw. der Auswirkung von Vibrationen. Basierend auf den hiefür durchzuführenden Experimenten am Siedeprüfstand soll dabei auch laufend das Siedemodell getestet getestet bzw. adaptiert werden.