Einsatz mikro- und mesostrukturierter Oberflächen zur Verbesserung des Wärmeübergangs bei der Siedekühlung

Dissertation Mike Zinecker
Erscheinungsjahr 2015
ISBN: 978-3-95735-022-0
Verlag: Wissenschaftliche Scripten

Buch, Deutsch, Band Band 9, 196 Seiten, PB, Format (B × H): 148 mm x 210 mm, Gewicht: 300 g

Reihe: Berichte aus der virtuellen Fertigungstechnik

Im Rahmen der Arbeit wurde die Möglichkeit der Verbesserung des Wärmeübergangs bei der Siedekühlung durch eine Modifizierung der wärmeübertragenden Oberfläche untersucht und bewertet. Im Speziellen wurden mikro- und mesostrukturierte Oberflächen eingesetzt und deren Wärmeübergangsverhalten an einem eigens dafür entwickelten Messsystem charakterisiert. Die Herstellung der Mikro- und Mesostrukturen erfolgte mit ausgewählten Verfahren der Mikrofertigungstechnik. Es konnte gezeigt werden, dass durch eine Strukturierung der Oberfläche die Wärmeübergangskoeffizienten im Vergleich zu einer unstrukturierten Oberfläche deutlich gesteigert werden konnten.

In the context of this work, the possibility of improving heat transfer for evaporative cooling by a modification of the heat transfer surface was examined and evaluated. In particular, micro- and mesostructured surfaces were applied and characterized regarding their heat transfer behavior with a specially developed measurement system. The production of micro- and mesostructures was carried out with selected methods of microfabrication technology. It could be shown that the heat transfer coefficient increased significantly by structuring the surface compared to an unstructured surface.

Autoren/Hrsg.

Zinecker, Mike

Schubert, Andreas

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Zielstellung
1.2 Aufbau der Arbeit

2 Stand der Wissenschaft und Technik
2.1 Kühlung und Entwärmung
2.3 Modifikation von Oberflächen für die Siedekühlung
2.4 Zusammenfassende Betrachtungen

3 Handlungsbedarf und Planung der Vorgehensweise
3.1 Handlungsbedarf
3.2 Planung der Vorgehensweise

4 Messsystem zur thermodynamischen Charakterisierung von Oberflächen
4.1 Entwicklung des Messsystems
4.2 Siedemodul
4.3 Arbeitsfluid
4.4 Kondensator
4.5 Verbindungs- und Messtechnik

5 Auswahl von Oberflächenstrukturen und Festlegung der Fertigungsverfahren
5.1 Vorüberlegungen
5.2 Festlegung der Oberflächenstrukturen für die Siedekühlung
5.3 Festlegung der Fertigungsverfahren

6 Herstellung und geometrische Charakterisierung der Strukturen
6.1 Einführung
6.2 Messtechnik und Messdatenanalyse
6.3 Bearbeitungsergebnisse

7 Thermodynamische Charakterisierung der Oberflächen
7.1 Experimentelle Vorgehensweise
7.2 Referenzplatte (P1-U)
7.3 Fehlerbetrachtung
7.4 Ergebnisse der mesostrukturierten Oberflächen
7.5 Ergebnisse der mikrostrukturierten Oberflächen

8 Vergleich und Bewertung der Oberflächenstrukturen hinsichtlich des
Wärmeübergangs
8.1 Vergleich ausgewählter Ergebnisse
8.2 Bewertung des Einflusses der Oberflächenstruktur
8.3 Schlussfolgerungen

9 Zusammenfassung und Ausblick
9.1 Zusammenfassung
9.2 Ausblick