Dein Thema

Das Verhalten von Zweiphasenströmungen in engen Ringspalten ist für zahlreiche technische Anwendungen von großer Bedeutung. Insbesondere können bereits geringe Gasanteile das charakteristische Durchflussverhalten sowie die statischen und dynamischen Kräfte, die von der Ringspaltströmung auf eine darin rotierende Welle ausgeübt werden, maßgeblich beeinflussen. Für die experimentelle Untersuchung dieser Effekte ist eine möglichst genaue Kenntnis des lokalen Gasvolumenanteils und der vorliegenden Blasengrößen erforderlich. Geeignete Messverfahren stehen hierfür an den vorhandenen Prüfständen bislang jedoch nur eingeschränkt zur Verfügung. Im Rahmen dieser Arbeit soll daher zunächst anhand eines vereinfachten, eigens zu konstruierenden Versuchsaufbaus grundsätzlich untersucht werden, ob Ultraschallwandler für die Charakterisierung von Zweiphasenströmungen in engen Strömungskanälen geeignet sind. Hierzu sollen Ultraschallpulse erzeugt und deren Ausbreitung durch eine definierte Gas-Flüssigkeits-Strömung analysiert werden. Auf Grundlage der gemessenen Laufzeiten, Reflexionen und Dämpfungseigenschaften soll geprüft werden, inwieweit sich der lokale Gasvolumenanteil, die sogenannte Void Fraction, zumindest näherungsweise bestimmen lässt. Darüber hinaus soll untersucht werden, ob aus den Ultraschallsignalen Rückschlüsse auf die charakteristische Blasengröße gezogen werden können. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen abschließend hinsichtlich einer späteren Übertragbarkeit auf bestehende Prüfstände zur Untersuchung von Zweiphasenströmungen in engen Ringspalten bewertet werden.

Deine Aufgabe

Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Erprobung eines vereinfachten Versuchsaufbaus zur Untersuchung der Eignung von Ultraschallwandlern für die Charakterisierung von Zweiphasenströmungen. Die Arbeit umfasst folgende Aufgaben:

• Konzeption und Konstruktion eines vereinfachten Versuchsaufbaus
• Auswahl und Integration geeigneter Ultraschallwandler und Messtechnik
• Durchführung erster Vorversuche mit Ultraschallpulsen
• Untersuchung der Bestimmung des lokalen Gasvolumenanteils
• Bewertung der Möglichkeit zur Bestimmung charakteristischer Blasengrößen
• Beurteilung der Übertragbarkeit des Messprinzips auf bestehende Prüfstände mit engen Ringspalten
• Dokumentation und Bewertung der Ergebnisse

Dein Mehrwert

• enge Zusammenarbeit im interdisziplinären Team (FB 16 & FB 18) sowie mit anderen Studenten und dem Betreuer
• Einblick in ein grundlagenorientiertes Forschungsthema mit hoher Relevanz für die experimentelle Untersuchung und messtechnische Charakterisierung von Zweiphasenströmungen.
• Training von Softskills wie: Präsentationen und die Darstellungen von Ergebnissen.

Der Umfang der Aufgaben wird individuell angepasst. Ich freue mich auf Rückmeldungen per Mail oder persönlich!