Numerische Simulation der Wärmeübertragung und Auslegung von additiv gefertigten Wärmeübertragern
Numerical simulation of heat transfer and design of additively manufactured heat exchangers
- Wärmeübertrager stellen eine wesentliche Komponente in zahlreichen technischen Anwendungen dar, wobei der Kreuzgegenstrombetrieb als eine häufig eingesetzte Betriebsart gilt. Ziel dieser Untersuchung ist die Analyse eines Entwicklungsprozesses für einen solchen Wärmeübertrager, wobei der Fokus auf der Strömungssimulation liegt. Mithilfe moderner Simulationswerkzeuge kann ein kompaktes und hocheffizientes Design erarbeitet werden, das durch eine optimierte Oberflächenstruktur sowie ein reduziertes Gewicht charakterisiert ist. Das innovative Fertigungsverfahren ermöglicht die präzise Herstellung komplexer geometrischer Strukturen, die mit konventionellen Methoden nicht realisierbar sind. Fortschrittliche numerische Modelle erlauben eine detaillierte Vorhersage und Bewertung der thermischen Leistungsfähigkeit. Die enge Verzahnung von Simulation und Fertigung führt zu einer präzisen Analyse und Optimierung, die letztlich eine signifikante Leistungssteigerung bewirkt. Diese Arbeit verdeutlicht die Bedeutung eines integrierten Entwicklungsansatzes für die effiziente Implementierung leistungsstarker und leichter Wärmeübertrager in industriellen Anwendungen.
- Heat exchangers are a fundamental component in numerous technical applications, with cross-counterflow operation being a commonly employed configuration. The aim of this study is to analyze the development process of such a heat exchanger, focusing on flow simulation. Utilizing advanced simulation tools, a compact and highly efficient design can be achieved, characterized by an optimized surface structure and reduced weight. The innovative manufacturing process enables the precise fabrication of complex geometric structures that are unattainable through conventional methods. Advanced numerical models provide detailed predictions and evaluations of thermal performance. The close integration of simulation and manufacturing allows for precise analysis and optimization, ultimately resulting in significant performance improvements. This study underscores the importance of an integrated development approach for the efficient implementation of high-performance, lightweight heat exchangers in industrial applications.
Author: | Justus Reuter |
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URN: | urn:nbn:de:bsz:mit1-opus4-158011 |
Advisor: | Uwe Mahn, Florian Heinrich |
Document Type: | Master's Thesis |
Language: | German |
Date of Publication (online): | 2024/12/11 |
Year of first Publication: | 2024 |
Publishing Institution: | Hochschule Mittweida |
Granting Institution: | Hochschule Mittweida |
Date of final exam: | 2024/11/26 |
Release Date: | 2024/12/11 |
GND Keyword: | Numerische Strömungssimulation; Wärmeaustauscher |
Page Number: | 78 |
Institutes: | Ingenieurwissenschaften |
DDC classes: | 621.4025 Wärmeaustauscher |
Open Access: | Frei zugänglich |