Modellierung eines Wirbelschichtreaktor für thermische Energiespeicherung mit Phasenwechselmaterialien

Institut

Lehrstuhl für Energiesysteme

Typ

Semesterarbeit / Masterarbeit /

Inhalt

theoretisch /  

Beschreibung

Thermische Energiespeicherung spielt eine entscheidende Rolle für nachhaltige Energiesysteme. Im Forschungsprojekt FesTES entwickeln wir zukunftsweisende Hochtemperatur-Speichertechnologien auf Basis von Fest/Fest-Phasenwechselmaterialien, die den Weg hin zu einer nachhaltigen Industrie ebnen sollen. Eine vielversprechendes Reaktorkonzept ist die Nutzung von Wirbelschichtreaktoren. Dadurch kann eine hohe Wärmeübertragungsrate erzielt und der Speicher flexibel be- und entladen werden. Das Ziel dieser Arbeit ist die numerische Modellierung eines Wirbelschichtreaktors zur thermischen Energiespeicherung. Im Fokus steht der Aufbau eines einfachen, aber aussagekräftigen Reaktormodells in MATLAB. Um komplexe CFD-Simulationen zu vermeiden, wird die Wirbelschicht in einem vereinfachten Modell als ideal durchmischter CSTR (Continuous Stirred Tank Reactor) abgebildet. Auf dieser Basis sollen Energiebilanzen und Temperaturverläufe berechnet werden, um die Speicher- und Entladevorgänge des Reaktors zu analysieren. Ziel ist es, ein robustes Modell zu entwickeln, das als Grundlage für eine spätere Optimierung des Reaktordesigns und der Betriebsführung dient.

 

Arbeitspakete:

• Literaturrecherche zu numerischen Modellierungsansätzen in Wirbelschichtreaktoren, insbesondere zu Mehrphasenströmungen, Fluidisierung und Wärmeübertragung 
• Erstellung des numerischen Modells, einschließlich der Definition der Reaktorgeometrie, Randbedingungen und Auswahl eines geeigneten numerischen Lösungsverfahrens
• Simulationen und erste Parameterstudien, um das Fluidisierungsverhalten, die Wärmeübertragung und den Einfluss zentraler Betriebsparameter zu analysieren

Möglicher Beginn

sofort möglich

Kontakt

Noah Kramer, M.Sc.
Raum: MW3725
Tel.: (089) 289 16289
noah.kramertum.de

Ausschreibung