Experimentelle Untersuchung der Unterkühlbarkeit von Fluiden in nicht-metallischen Wärmeübertragern

摘要

Eine der größten Herausforderungen bei der Anwendung von Eisbrei ist seine Produktion. Die Forschung mit besonderem Fokus auf die energieeffiziente Herstellung von Eisbrei führt zur Anwendung des Unterkühlungs-Phänomens, bei dem eine Flüssigkeit unter ihren Gefrierpunkt ohne Kristallisation im Wärmeaustauscher gekühlt wird. Der Schlüsselparameter, der für eine hohe Anwendbarkeit dieser Technologie verbessert werden muss, ist der Grad der Unterkühlung. Die Kristallisationstheorie besagt, dass die Grenzfläche zwischen einer kristallisierenden Flüssigkeit und einem Substrat großen Einfluss auf die erreichbare Menge an Unterkühlung hat. Siliziumkarbid scheint ideale Eigenschaften als Wandmaterial zu bieten. Reines Wasser wird in einem Gefäß aus Siliziumcarbid eingeschlossen und bis zur Kristallisation abgekühlt. Als Referenz wird das gleiche Experiment gleichzeitig mit reinem Wasser durchgeführt, das in einem Glas- und einem Kupfergefäß eingeschlossen ist. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen den Einfluss des Oberflächenmaterials auf den Grad der Unterkühlung.