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Demonstratorische Entwicklung eines generativ hergestellten Hochleistungs-Wärmeübertragers

 
: Bolle, Maksym
: Müller, Bernhard

Berlin, 2018, 78 pp.
Berlin, Hochschule für Technik, Master Thesis, 2018
German
Master Thesis
Fraunhofer IWU ()
Wärmeübertrager; Konzeptentwicklung; Generative Fertigung; Versuchsaufbau; Fluidsimulation

Abstract
In der vorliegenden Arbeit wurde mithilfe der VDI 2221 eine Suche nach einem neuartigen Konzept für einen Wärmeübertrager gesucht. Dabei soll das entwickelte Konzept mit dem generativen Fertigungsverfahren des Laserstrahlschmelzens umgesetzt werden. Bei der Suche nach neuen Lösungen wurde ein breites Feld von Ideen erstellt, dass durch eine Vorauswahl minimiert wurde. Geeignete Lösungen wurden anschließend mit Hilfe der Fluidsimulation in ANSYS CFX untersucht. Der Hauptschwerpunkt der Untersuchung lag dabei auf der Verwendung von Profilen mit unterschiedlichen Querschnittsflächen. Diese wurden dann durch neuartige und komplexe Einlassgeometrien miteinander verbunden. Anhand der Ergebnisse der Fluidsimulation wurde mithilfe mehrerer Modelle der Versuch einer Optimierung unternommen. Dies wurde mit den aus der Arbeit gewonnen Erkenntnissen erreicht. Außerdem wurden theoretische Voraussetzungen für eine reale Messdatenermittlung, an einem anzupassenden Versuchsstand gelegt. Abschließend wurde das Konzept auf die Wirtschaftlichkeit, im Vergleich zu konventionell hergestellten Wärmeübertragern, bewertet.

 

Within the following thesis a new concept for a heat exchanger has been searched, with help of the VDI 2221. The developed concept shall be realised with the generative manufacturing process. In the search process a wide array of ideas has been created, which has been minimised through a preselection. Fitting solution have been researched with a fluid simulation in ANSYS CFX afterwards. The main focus of the research lies in the use of profiles with various cross sections. These have been connected through a new and complex type of inlet geometry. With the results of the fluid simulation and with multiple models the attempt to optimise the construction based on the received insights. Furthermore, the theoretic requirements for real measured data have been send into a test rig. The concept has been rated on profitability compared to conventional manufactured heat exchangers.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-490335.html