Thermohydraulische Modellierung der Kondensation von Dampf in einer unterkühlten Flüssigkeitsströmung

Nach einer kurzen technischen Beschreibung der Mehrzweck-Thermohydraulikversuchsanlage TOPFLOW und der verwendeten Messtechnik werden die theoretischen Grundlagen zur Modellierung der Kondensation von Dampf in einer Wasserströmung erläutert. Dabei gehen die Autoren besonders auf die Auswahl geeigneter Modelle zur Beschreibung des Wärmeübergangs und der Zwischenphasengrenzfläche im Druckbereich zwischen 10 und 65 bar detailliert ein. Außerdem werden verschiedene Drift-Flux-Modelle auf ihre Tauglichkeit anhand von experimentellen Daten geprüft.
Da Veränderungen thermodynamischer und strömungstechnischer Parameter hauptsächlich in axialer Richtung stattfinden, wurden diese Modelle in einen eindimensionalen Code eingebettet, mit dem der Strömungsverlauf entlang einer vertikalen Rohrleitung mit einer Länge von 8 m und einem Nenndurchmesser von 200 mm berechnet werden kann. Anschließend werden Aufbau und Funktion dieses Programms vorgestellt.
Nachfolgend vergleichen die Autoren experimentelle und berechnete Strömungsverläufe bei der Kondensation von Dampf sowohl in einer unterkühlten Wasserströmung als auch nahe der Siedetemperatur. Dabei wird der Einfluss wichtiger Randbedingungen, wie z. B. Druck oder Primärblasengröße, auf die Kondensationsintensität analysiert.
Eine Einschätzung der Fehlerbanden für die experimentellen Daten, die verwendeten Gittersensoren und die numerische Simulation schließen den Bericht ab.