04 Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik
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Item Open Access Thermal conductivity of saturated R123 and R134a : transient hot wire measurements(1990) Groß, Ulrich; Song, Youwang; Kallweit, Jörg; Hahne, ErichChemical stable chlorinated hydrocarbons destroy the protecting ozone layer in the upper parts of the atmosphere - this has been found about 15 years ago, and since that time it became more and more clear how serious the problem is. Traditional refrigerants, e.g. R11 (CCl 3F) and R12 (CCl 2F 2), have to be replaced in course of the next few years by substances which contain less or even no chlorine, for example by R123 (C2HCl 2F 3) and R134a (C 2H2 F4) respectively. Application of new substances as working fluids in refrigeration cycles and as blowing agents in foaming of polyurethane (PUR) requires detailed information about toxicological, chemical and thermophysical properties, like latent heat of vaporization, density, boiling curve, viscosity - and thermal conductivity.Item Open Access Effektive Wärmeleitfähigkeit von Metalllhydriden(1994) Kallweit, Jörg; Song, Youwang; Spindler, Klaus; Hahne, ErichIn der Phase II des Teilprojektes B4 im SFB 270 wird auf experimentellem Wege der Einfluß verschiedener Parameter auf die effektive Wärmeleitfähigkeit von Metallhydriden und damit auf den Wärme- und Stofftransport ermittelt. Die Versuchsergebnisse werden mit Ergebnissen aus Modellrechnungen verglichen. Die Messungen der effektiven Wärmeleitfähigkeit an HWT 5800 (Ti 0,98, Zr 0,02, V 0,43, Fe 0,09, Cr 0,05, Mn1,5) sowie an Mg (Ni-dotiert) erfolgen mit Hilfe der in Phase I aufgebauten Heißdraht-Apparatur. Diese wurde lediglich für den Hochtemperaturbereich geringfügig modifiziert. Aufbauend auf dem Modell der Einheitszelle von Zehner, Bauer und Schlünder für nicht reagierende Schüttungen wird ein erweitertes Modell zur Berechnung der effektiven Wärmeleitfähigkeit von Metallhydrid-Schüttungen entwickelt. Dabei werden die aus der Elastizitätstheorie abgeleiteten Zusammenhänge der Hertzschen Pressung verwendet. Maßnahmen zur Verbesserung des Wärmetransports wie das Einbringen von Wärmeleitstrukturen können hierin ebenfalls berücksichtigt werden. Für Metallhydrid-Materialien, die zum Versintern neigen (Mg) und somit selbst eine Wärmeleitstruktur bilden, ist das erweiterte Modell bisher nicht anwendbar.Item Open Access Effective thermal conductivity of metal hydride powders : measurement and theoretical modelling(1994) Kallweit, Jörg; Hahne, ErichDesorption of hydrogen from metal hydrides requires a supply of reaction enthalpy, absorption requires the removal of this enthalpy. Therefore, the effective thermal conductivity λe of the powdered metal hydride strongly influences the velocity of absorbing and desorbing hydrogen. Based on the cellular-model by Zehner, Bauer and Schlünder (1970, 1972, 1978) for porous media with inert void gases, an extended model is developed to calculate λe of powdery materials with a reaction between gas and solid. This reaction causes an elastic expansion of the particles. The extended model also takes into account methods of increasing λe such as a built-in metallic matrix.Item Open Access Messung der effektiven Wärmeleitfähigkeit von Metallhydrid LaNi4,7Al0,3Hx in Pulverform(1991) Groß, Ulrich; Song, Youwang; Kallweit, Jörg; Hahne, ErichInhalt der Phase I des Teilprojektes B4 im SFB 270 sind Konzeption, Konstruktion und Aufbau einer Heißdraht-Apparatur zur Messung der effektiven Wärmeleitfähigkeit von Metallhydridpulver sowie die Ausführung erster Messungen an Materialien im MitteItemperaturbereich. Im vorliegenden Bericht wird die entwickelte Apparatur beschrieben, außerdem werden erste Versuchsergebnisse mit dem Mitteltemperatur-Metallhydrid LaNi4,7Al0.3Hx vorgestellt. Die Messungen der effektiven Wärmeleitfähigkeit erfolgen bei Temperaturen und Drücken im Bereich -20 < ν < 100°C bzw. 10-6 < p < 30 bar, und zwar unter folgenden Bedingungen: - Nicht-aktiviertes Metallpulver im Anlieferungszustand mit unterschiedlichen Füllgasen (Argon, Stickstoff, Helium, Wasserstoff), - Metallhydrid bei Absorption und Desorption von Wasserstoff, bei unterschiedlichen Drücken, Temperaturen, Konzentrationen. Als Haupteinflußgröße für die effektive Wärmeleitfähigkeit erweist sich der Druck (Smoluchowski-Effekt). Der Wert von λeff nimmt zusätzlich durch die bei der Beladung steigende Wasserstoffkonzentration etwas zu, während die Temperatur keinen Einfluß zeigt. Bei Absorption und Desorption ergibt sich eine geringfügige Hysterese.Item Open Access Convection effects on stratification during charging of a hot water store(1989) Hahne, Erich; Kübler, Rainer; Kallweit, JörgIn domestic hot water stores the preservation of hot water layers is essential for the effective operation. Such stores are operated intermittently: when hot water is taken from the store, cold water is fed into it, so that part of the water in the store is hot and part of it is cold. These two parts should not mix, because this would deteriorate the efficiency of the store. When mixing occurs between the hot and cold parts, the hot water temperature is decreased. Thus, the store has, to be heated to a temperature above the needed temperature from the very beginning. With higher temperature, heat losses are also larger. More heat has to be fed into the mixed store than into the stratified when the same amount of heat shall be taken out with the same amount of water. Consequently, the energetic store efficiency as the ratio of heat taken from the store to heat fed into the store is less when the store temperature is higher. Thus, the store with no mixing is the best store.Item Open Access The evaluation of thermal stratification by exergy(1989) Hahne, Erich; Kübler, Rainer; Kallweit, JörgWhat makes a good heat store? Is it a large store, with a large volume? And is the largest the best? We experienced this question when the first solar houses were built: many stores were oversized and never reached temperatures high enough for heating. It was learned that consumer needs, solar collector areas a nd storage capacity have to be well balanced to give a satisfying solar heating system. Not to speak of costs which usually promote the final decision. It is quite simple to calculate external losses; it is complicated and requires a number of assumptions to calculate internal degradation. But nevertheless, there is the need to quantify advantages and disadvantages of the various stores in order to compare them and to improve them.Item Open Access Effektive Wärmeleitfähigkeit des Mitteltemperatur-Metallhydrids LaNi4,7Al0,3Hx in Pulverform(1991) Kallweit, Jörg; Groß, Ulrich; Hahne, ErichDie Kenntnis der effektiven Wärmeleitfähigkeit wird - neben anderen thermophysikalischen Stoffeigenschaften- zur praktischen Auslegung von Metallhydrid-Speichern benötigt. Insbesondere stellt sie eine entscheidende Stoffeigenschaft für die Vorausberechnung der Be- und Entladezeiten eines Speichers dar. In der vorliegenden Arbeit werden Versuchsergebnisse für eine Pulverschüttung des Mitteltemperatur-Metallhydrids LaNi4,7Al0,3Hx vorgestellt.