Filmkondensation im Stossrohr

Stroemungen mit Phasenuebergaengen (gasfoermig - fluessig) sind von erheblicher praktischer Bedeutung, z.B. die Kondensation von Kraftstoff an den Waenden von Verbrennungsmaschinen. Die damit verbundenen stroemungsphysikalischen und thermodynamischen Vorgaenge sind bisher nur unzureichend verstanden. In der vorliegenden Arbeit wird daher ueber Messungen der Filmkondensation in einem Stossrohrexperiment berichtet. Im Vordergrund dieser Untersuchung stand die Bestimmung der Schichtdicke des Kondensats an der Rueckwand und an den Seitenwaenden des Stossrohres als Funktion der Zeit in Abhaengigkeit der Anfangsbedingungen. Aehnliche Untersuchungen in der Literatur beschraenken sich auf Fluide mit relativ einfacher Molekuelstruktur. In der vorliegenden Arbeit wurde n-Heptan als Testgas gewaehlt, da es ein wichtiger Bestandteil von Kraftstoffen ist. Die Interferenz der an beiden Oberflaechen der Fluessigkeitsschicht reflektierten Lichtstrahlen wird zur Messung der Schichtdicke benutzt. Aus der gemessenen Lichtintensitaet in Reflexion oder Transmission wird die Dicke berechnet. Die gleichzeitige Messung an der Rueckwand und den Seitenwaenden gibt ein differenziertes Bild des Vorganges. Hinter dem einlaufenden Stoss kondensiert das Gas auf der quer angestroemten Seitenwand. Hinter dem an der Rueckwand reflektierten Stoss kondensiert das Gas aus der Ruhe heraus. Zusaetzlich wurde der hier untersuchte Parameterbereich (Anfangs- und Enddruck im Stossrohr) gegenueber den aus der Literatur bekannten Werten erweitert. (orig.)Flows with phase change from gas to liquid are of high practical interest. An important example is condensation of fuel on the walls of engines. The involved fluid-mechanical and thermodynamical processes are not completely understood up to now. Measurements on filmcondensation in a shocktube are presented here. The objective of this work has been the determination of the time-dependent film-thickness on the side- and end-walls of the tube as a function of the initial state of the gas. Other authors focussed on meausrements using fluids with simple molecules. Here n-heptane is used, since it is an important component of hydrocarbons fuels. The interference of light beams reflected from both sides of the liquid film is used for the optical measurement. The resulting thickness is calculated from intensities of reflected or transmitted light. A detailed picture of the condensation process can be obtained by simultaneous measurement at end- and sidewall. Behind the frist shock the condensing gas flows, whereas it is at rest when condensing on the endwall. The present work extends the experimental range of experiments done by other authors (larger range of initial saturation). (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RA 1396(1992,22) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman