entdeckt_01_2016

FORSCHUNG // DAS FORSCHUNGSMAGAZIN AUS DEM HZDR WWW.HZDR.DE 30 31 Aus den Ergebnissen des Experiments leitet Thomas Geißler Modellvorstellungen ab. Die gibt es zwar schon, doch sind die Vorgänge so komplex, dass keine sie allumfassend beschrei- ben kann. Dann muss das Modell in mathematische Formeln gegossen werden, um es auf einen größeren Maßstab zu skalieren. Nur so lassen sich die komplexen Wärmeübertra- gungsprozesse an den Brennelementen unter allen denkbaren Konditionen modellieren. Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden durch neue Experimente validiert. „Am HZDR habe ich die Möglichkeit, Forschung und technische Anwendung zu verknüpfen“, freut sich der 27-Jährige. Verdampfungsphänome besser verstehen Debasish Sarker ist Master of Science für Maschineninge- nieurwesen und Energiesysteme. Nach seinem Studium in Bangladesh und Südkorea kam er vor zweieinhalb Jahren ans HZDR. Er untersucht einzelne Dampfblasen und bewegt sich bei seinen Untersuchungen in der Größenordnung von weni- ger als einem Millimeter. An seinem Versuchsstand liefert ihm eine Hochgeschwindigkeitskamera hoch auflösende Bilder der Verdampfungsoberfläche und der Blasenbildung. Damit kann der Doktorand beobachten, wie sich Dampfblasen entwickeln und die Wand entlangrutschen sowie deren Strömungsge- schwindigkeit messen. Gleichzeitig simuliert er die Blasenbil- dung am Computer. „Mit meiner Arbeit möchte ich dazu beitragen, das Verdamp- fungsphänomen besser zu verstehen“, sagt der 33-Jährige. Besonders beschäftigt ihn die Frage, wie sich die Wär- meübertragung bei geringer Fließgeschwindigkeit in engen Geometrien, wie beispielsweise neuartigen Bündelwärme- übertragern, optimieren lässt. Grundlagenwissen, das für passive Kühlsysteme von gro- ßer Bedeutung ist. „Wenn wir hier Verbesserungen erreichen, dann hat das Auswirkungen auf die Energieeffizienz vieler großtechnischer Anlagen“, ist er überzeugt. An den Untersuchungen von Debasish Sarker sind auch sei- ne beiden Kollegen interessiert. Für Sebastian Unger schaut er sich den Verdampfungsprozess auf den beschichteten Proben an. Zu verstehen, was passiert, wenn eine Dampfblase wächst und sich ablöst, ist grundlegend für die Arbeiten von Thomas Geißler. Mehr Sicherheit und Energieeffizienz Auch wenn bis 2022 alle deutschen Kernreaktoren vom Netz gehen, sind Forschungen zur Reaktorsicherheit und zur sicheren Lagerung der Brennelemente weiterhin erforderlich. Nur mit eigener Fachkompetenz kann Deutschland auch in Zukunft auf Diskussionen um weltweite Sicherheitsstandards Einfluss nehmen und sich an internationalen Forschungspro- jekten beteiligen. Die Projekte der drei Doktoranden von Uwe Hampel werden zum Teil aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft gefördert. Doch sind ihre Forschungsergebnisse in vielen Bereichen anwendbar. Die Erkenntnisse zur Siedekrise sind überall dort von Bedeutung, wo viel Wärme auf kleinem Raum wegzuküh- len ist, etwa bei bestimmten Computer-Bauteilen. Hydropho- be Beschichtungen hingegen könnten bei den erneuerbaren Energien einiges bewirken. Lassen sich damit niedrige Tempe- raturdifferenzen besser ausnutzen, kann das den Wirkungs- grad von Biogas-, Geothermie-, Solar- oder Wärmerückgewin- nungsanlagen steigern. HAND IN HAND: Grundlagenexperiment, Simulation und Technologieentwicklung – die drei Doktoranden Debasish Sarker, Sebastian Unger und Thomas Geißler (v.l.n.r.) diskutieren vor der Dampftrommel der TOPFLOW-Anlage. Foto: Oliver Killig _Institut für Fluiddynamik am HZDR _AREVA-Stiftungsprofessur für Bildgebende Messverfahren für die Energie- und Verfahrenstechnik an der TU Dresden Prof. Uwe Hampel u.hampel@hzdr.de Thomas Geißler und Sebastian Unger - beide TU Dresden; Debasish Sarker – Institut für Fluiddynamik am HZDR KONTAKT

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