Numerical modeling and simulation of particulate fouling on structured heat transfer surfaces using multiphase Eulerian-Lagrangian LES

Durch die gezielte Strukturierung von w酺meertragenden Oberfl踄hen, wie beispielsweise durch Dellen oder Rippen, kann die 顤tliche Turbulenz und damit die thermische Durchmischung gesteigert werden. Dies kann die Effizienz von W酺meertragern oder Bauteilklsystemen erheblich erh鐬en. Derartige Oberfl踄henstrukturrierungen begstigen jedoch das Partikelfouling, daher die Ablagerung suspendierter Partikel, wie z.B. Sand, Schlamm oder Korrosionsprodukte. Gegenstand dieser Arbeit ist die Entwicklung eines universellen, numerischen CFD-Verfahrens zur Vorhersage des partikul酺en Foulings auf strukturierten Oberfl踄hen, speziell Dellenoberfl踄hen. Das entwickelte Verfahren basiert auf einer Kombination des Lagrangian-Particle-Trackings zur Beschreibung der dispersen Phase (Foulingpartikel), sowie r酳mlich und zeitlich aufgel飉ter Large-Eddy Simulation f die Berechnung der kontinuierlichen Phasen (Tr輍erfluid). Dieses Vorgehen erm鐷licht nicht nur die Auswertung der infolge der Partikelablagerungen verminderten thermo-hydraulischen Effizienz, sondern auch die Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen turbulenten Str闣ungsstrukturen und dem partikul酺em Fouling. Dadurch kann gezeigt werden, dass die Verwendung von sph酺ischen Dellen als Oberfl踄henstrukturen nicht nur aus thermo-hydraulischer Sicht die optimale Wahl darstellt, sondern auch eine substantielle Verminderung des Partikelfoulings begstigt.