Wärmeübertragung ist das Kernthema von GetPEC. Wir analysieren, berechnen und optimieren Wärmeübertragungsprozesse in industriellen Anlagen, Prüfständen und Forschungsexperimenten – mit besonderer Expertise bei Phasenwechselprozessen (Sieden, Kondensation) und Zweiphasenströmungen.

Typische Fragestellungen

• Wie lege ich einen Wärmeübertrager für meine Prozessbedingungen aus?
• Warum unterschreitet mein Wärmeübertrager die erwartete Leistung?
• Wie nutze ich Siedeprozessen an beheizten Oberflächen?
• Welche Wärmedurchgangskoeffizienten kann ich in meinem System erwarten?
• Wie beeinflusst die Strömungsform (laminar/turbulent) den Wärmeübergang?
• Wie charakterisiere ich den lokalen Wärmeübergang an einer Oberfläche experimentell?
• Welche thermischen Randbedingungen sind für meine Simulation korrekt?

Leistungen im Detail

Wärmeübertrager-Auslegung und -Analyse

Wärmeübertrager sind das zentrale Element in nahezu jeder thermischen Anlage. GetPEC führt Auslegungsberechnungen für alle gängigen Bauformen durch und analysiert bei Bedarf die Ursachen für Abweichungen von der erwarteten Leistung.

Phasenwechselprozesse: Sieden und Kondensation

Sieden und Kondensation sind für die Kälte- und Wärmetechnik sowie zur Kühlung von Hochleistungselektronik besonders bedeutsam, weil dabei sehr hohe Wärmeübergangskoeffizienten erzielt werden können. GetPEC hat fundierte Expertise in:

• Blasensieden (Nukleationstheorie, Blasenwachstum und -ablösung)
• Strömungssieden in Kanälen und Rohren
• Kritische Wärmestromdichte (CHF/Burnout)
• Filmkondensation
• Tropfenkondensation

Experimentelle Charakterisierung

Für Anwendungen, bei denen analytische Methoden an ihre Grenzen stoßen, bietet GetPEC experimentelle Charakterisierung des Wärmeübergangs an – auch unter Einsatz von IR-Thermographie für hochaufgelöste lokale Wärmeübergangskoeffizienten. Mehr dazu: IR-Thermographie.

Thermische Systemanalyse

Wir analysieren das thermische Verhalten von Systemen unter verschiedenen Betriebsbedingungen, bewerten Pfade der Wärmeleitung, Wärmebrücken und erstellen thermische Modelle für Engineering-Entscheidungen.

Methoden und Werkzeuge

• Konvektionsanalyse (erzwungene und freie Konvektion)
• Siedeanalyse (Nukleation, Blasensieden, Filmsieden, CHF)
• Kondensationsanalyse (Filmkondensation, Tropfenkondensation)
• Numerische Berechnung
• Experimentelle Charakterisierung des Wärmeübergangs
• Auswertung von IR-Thermographie-Daten für lokale Wärmeübergangskoeffizienten

Typische Ergebnisse

• Auslegungsbericht mit Wärmedurchgangskoeffizienten und Leistungsnachweis
• Parameterstudien und Sensitivitätsanalysen
• Empfehlungen zur Geometrieoptimierung oder Betriebspunktanpassung
• Validierter Berechnungsansatz für interne Weiterverwendung
• Wissenschaftliche Dokumentation der Ergebnisse

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Wärmedurchgangs- und Wärmeübergangskoeffizient?

Der Wärmeübergangskoeffizient (h, W/(m²K)) beschreibt den Wärmeübergang an einer Oberfläche (meistens zu einem Fluid). Der Wärmedurchgangskoeffizient (k oder U, W/(m²K)) beschreibt den Gesamtwärmedurchgang durch eins oder mehrere Materialien inkl. möglicher konvektiver Anteile.

Können Sie auch bei Zweiphasensystemen (Sieden, Kondensation) helfen?

Ja. Phasenwechselprozesse sind ein wissenschaftlicher Schwerpunkt von GetPEC. Wir analysieren Siedeprozesse, vermessen kritische Wärmestromdichten (CHF) und charakterisieren Kondensationsprozesse.

Wie wichtig ist die Oberflächenbeschaffenheit für den Wärmeübergang?

Vorallem bei Siedeprozessen hat die Oberflächenstruktur (Rauheit, Benetzung, Keimstellendichte) einen erheblichen Einfluss auf den Wärmeübergangskoeffizienten und dem kritischen Wärmestrom.

Bieten Sie auch CFD-Simulationen an?

Ja. Wir führen auch numerische Simulationen technsicher Systeme durch. Durch gezielte Wahl der Komplexität, können wir dabei das Kosten-Nutzen-Verhältnis für sie optimieren. Wir nutzen dazu primär die OpenSource Plattform OpenFOAM.

Haben Sie eine ähnliche Fragestellung?

Sprechen Sie uns an – wir besprechen Ihre technische Herausforderung gerne unverbindlich.

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