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49,80 €ISBN 978-3-8440-5225-1Paperback260 Seiten219 Abbildungen338 g21 x 14,8 cmDeutschDissertation
Mai 2017
Marvin Christopher Schmidt
Elastokalorisches Kühlen mit Ni-Ti-basierten Formgedächtnislegierungen: Thermodynamische Analyse, experimentelle Untersuchungen, Prozessoptimierung
Elastokalorisches Kühlen ist eine neue Technologie, die eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen kältekompressionsbasierten Kühlsystemen darstellt. Bevor jedoch erste Systeme entwickelt werden können, muss ein Grundverständnis von Materialien und Prozessen geschaffen werden. Hierzu soll diese Arbeit einen Beitrag leisten.
Ausgehend von der thermodynamischen Analyse elastokalorischer Kühlprozesse werden optimierte Kreisprozesse entwickelt. Ziel der Optimierung ist eine Prozessführung, die sowohl hohe Kühlleistungen ermöglicht, als auch die Effizienz des Kühlprozesses optimiert. Mittels einer graphischen Analysemethode auf Basis thermodynamischer Zustandsdiagramme werden die Prozessvarianten bewertet und verglichen, um so eine optimale Prozessführung zu identifizieren. Mit dem graphischen Ansatz kann auch der Einfluss der elastokalorischen Materialien auf die Leistungszahl analysiert werden. Zur experimentellen Untersuchung von Materialien und Prozessen wurde eine wissenschaftliche Testplattform entwickelt, welche auch zur Modellvalidierung eingesetzt wird. Mit der Anlage wird der Einfluss von Material, thermodynamischen Kreisprozessen, Prozesssteuerung sowie den thermischen Randbedingungen auf die Kühlleistung und die Leistungszahl differenziert untersucht. Das System ermöglicht zudem eine Prozessanalyse unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Auf Basis der Ergebnisse werden optimierte Prozessvarianten abgeleitet, die in das Konzept eines Kühlsystems einfließen.
Ausgehend von der thermodynamischen Analyse elastokalorischer Kühlprozesse werden optimierte Kreisprozesse entwickelt. Ziel der Optimierung ist eine Prozessführung, die sowohl hohe Kühlleistungen ermöglicht, als auch die Effizienz des Kühlprozesses optimiert. Mittels einer graphischen Analysemethode auf Basis thermodynamischer Zustandsdiagramme werden die Prozessvarianten bewertet und verglichen, um so eine optimale Prozessführung zu identifizieren. Mit dem graphischen Ansatz kann auch der Einfluss der elastokalorischen Materialien auf die Leistungszahl analysiert werden. Zur experimentellen Untersuchung von Materialien und Prozessen wurde eine wissenschaftliche Testplattform entwickelt, welche auch zur Modellvalidierung eingesetzt wird. Mit der Anlage wird der Einfluss von Material, thermodynamischen Kreisprozessen, Prozesssteuerung sowie den thermischen Randbedingungen auf die Kühlleistung und die Leistungszahl differenziert untersucht. Das System ermöglicht zudem eine Prozessanalyse unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Auf Basis der Ergebnisse werden optimierte Prozessvarianten abgeleitet, die in das Konzept eines Kühlsystems einfließen.
Schlagwörter: Elastokalorik; Formgedächtnislegierungen; Kühlprozess; Wissenschaftliche Testplattform
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DOI 10.2370/9783844052251
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