Ziel der Entwicklung
Mit dem Forschungsprojekt wird das Ziel verfolgt, einen zukunftsweisenden Ansatz zur Erhöhung der Effizienz von Wärmeübertragern zu untersuchen. Es handelt sich dabei um die Verwendung von sogenannten Nanofluiden. Unter Nanofluiden werden Suspensionen von nanometergroßen Partikeln (20 bis 200 nm) in einem Trägerfluid verstanden. Die generelle Erwartung ist, dass Nanofluide ob der deutlich höheren Wärmeleitfähigkeit der Nanopartikel im Vergleich zum Trägerfluid ebenfalls über eine signifikant erhöhte Wärmeleitfähigkeit verfügen. Im Rahmen des Projektes wurde experimentell gezeigt, dass beispielsweise Nanofluide bestehend aus Wasser (Trägerfluid) und keramischen Nanopartikeln (SiO2, TiO2, Al2O3) eine bis zu 30 Prozent höhere Wärmeleitfähigkeit als reines Wasser aufweisen können. Zudem ist es möglich, Nanofluide in Kombination mit konventionellen Methoden der Steigerung des Wärmeüberganges einzusetzen. Im Projekt wurden hierzu sogenannte Twisted Tapes (verdrehte Bänder), welche in Rohre eingesetzt werden, untersucht.
Vorteile und Lösungen
Die Ergebnisse des Projektes finden aktuell direkte Anwendung in Untersuchungen von Rohrbündel Wärmeübertragern, die sich durch eine neuartiger Fügetechnik und verminderte Wandstärke auszeichnen. Durch die Kombination konventioneller Strategien der Steigerung des Wärmeüberganges mit den verbesserten Stoffeigenschaften der Nanofluide sollte es gelingen, kompaktere und damit effizientere Wärmeübertrager zu bauen. Potentiellen Anwendern stehen zudem die experimentell ermittelten Stoffwerte (Viskosität, Wärmeleitfähigkeit) der untersuchten Nanofluide zur Verfügung.
Zielgruppe und Zielmarkt
Im Rahmen des Projektes wurden Erkenntnisse zu Nanofluiden gesammelt. Diese Erfahrungen werden in einem Folgeprojekt zur Kühlung elektronischer Bauteile weiter vertieft und für andere Anwendungsbereiche nutzbar gemacht. Die im Rahmen der experimentellen Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit von Nanofluiden mittels der Zylinderspaltmethode gewonnenen Erfahrungen fließen in die Weiterentwicklung dieser Methode ein.