Wärmeübergangsphänomene sind für energietechnische Prozesse und Maschinen von überragender Bedeutung. Trotz des sehr hohen Entwicklungsstandes der Kraftwerkstechnik und des Turbomaschinenbaus treten immer noch wichtige wärmetechnische Fragen auf.
Unsere Forschungsaktivitäten befassen sich hierbei mit folgenden Projekten aus dem Bereich des Energiemaschinenwesens:
- Konvektiver Wärmeübergang bei angeströmten rotierenden Scheiben
- Auslegung und Optimierung von ORC-Turbinen mit Hilfe von Grobstruktursimulationen (LES)
- Messungen mit CTA-Messsonden
Auslegung und Optimierung von ORC-Turbinen
Konvektiver Wärmeübergang bei angeströmten rotierenden Scheiben
Die Erhöhung der Fahrgeschwindigkeiten und der Verkehrsdichte im Eisenbahnsektor stellt die modernen Scheibenbelag-Bremssysteme vor Herausforderungen, wie z. B. höhere Temperaturen und Spannungen, die zu Rissen und punktueller Überhitzung führen können. Die Vorhersage des thermischen Verhaltens von Scheiben ist somit zu einer wichtigen technischen Fragestellung geworden.
Ziel ist die Entwicklung einer praktischen Vorhersagemethode zur thermischen Spannungsverteilung in Bremsscheiben, welche das transiente thermische Verhalten, sowie die axiale Temperaturverteilung berücksichtigt. Dazu wird für diese Studie ein numerisches Modell in Python unter Verwendung der Finite-Differenzen-Methode (FDM) mit zeitabhängigen Randbedingungen und verschiedenen experimentellen Konvektionskorrelationen entwickelt.