Universität Stuttgart
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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 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.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.