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Non-homogeneous thermal boundary conditions in low to medium Prandtl number turbulent pipe flows

Straub, Steffen

Abstract:
Die Anwendung von Flüssigmetallen als Wärmetragermedium im Bereich der konzentrierenden Solarthermie kann deren Effizienz steigern und diese ökonomisch wettbewerbsfähiger machen.
Deshalb ist ein besseres Verständnis der zugrunde liegenden Wärmeübergangsmechanismen unter nicht-homogenen thermischen Randbedingungen notwendig für ein sicheres und optimales Design des Kraftwerks.
Zu diesem Zweck werden hochauflösende direkte numerische Simulationen und Grobstruktursimulationen in dieser Studie durchgeführt um den Wärmeübergang innerhalb der Receivergeometrie zu analysieren.
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Abstract (englisch):
The application of liquid metals as the heat transfer fluid in central receiver systems can increase their efficiency and make them economically more competitive.
Therefore, a better understanding of the underlying heat transfer mechanism under non-homogeneous thermal boundary conditions is necessary for a safe and optimum design of the power plant.
To this end, high-fidelity direct numerical simulations and large-eddy simulations are performed in this study to analyze the heat transfer in the receiver geometry.

As a first step, three different types of homogeneous thermal boundary conditions are compared and assessed to find the most appropriate one for the current application as well as highlighting their influences on thermal statistics in general.
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Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000120363
Veröffentlicht am 25.06.2020
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Strömungsmechanik (ISTM)
Publikationstyp Hochschulschrift
Publikationsdatum 25.06.2020
Sprache Englisch
Identifikator KITopen-ID: 1000120363
HGF-Programm 35.12.01 (POF III, LK 01) Flüssigmetall-Technologie
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang XV, 118 S.
Art der Arbeit Dissertation
Fakultät Fakultät für Maschinenbau (MACH)
Institut Institut für Strömungsmechanik (ISTM)
Prüfungsdatum 27.04.2020
Referent/Betreuer Prof. B. Frohnapfel
Schlagwörter turbulence, pipe flow, non-homogeneous, thermal boundary conditions, liquid metals
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