„Fouling“-Vorgänge bei der Verdampfung von Argon im waagerecht durchströmten Rohr

Abstract

During heat transfer measurements at flow boiling of argon a transient increase of the wall temperature has been observed, though the parameters such as heat flux, mass velocity, flow quality and system pressure were kept constant. This temperature drifting ended after several hours at a considerably higher wall temperature or with the boiling crisis. Although the purity of the test substance was higher than 99.996 vol-%, this phenomenon was caused by the solidification of CO₂ on the heating surface. Further investigations showed the influence of the CO₂-concentration on the drifting as well as a method to remove the CO₂ out of the test fluid. Both, fouling mechanism and influence of the parameters on the fouling, can be explained satisfactorily by means of bubble-growth mechanisms.

Zusammenfassung

Bei Messungen des Wärmeübergangs beim Strömungssieden von Argon wurde ein zeitlicher Anstieg der Wandtemperatur beobachtet, während die Einstellparameter Wärmestromdichte, Massenstromdichte, Dampfgehalt und Systemdruck konstant blieben. Dieser Temperaturanstieg endete nach mehreren Stunden bei einer beträchtlich höheren Wandtemperatur oder mit dem Eintreten der Siedekrise. Als Ursache für dieses Phänomen wurde die Ablagerung von im Argon gelöstem CO₂ an der Heizfläche ermittelt, wobei zu beachten ist, daß die Reinheit des verwendeten Argons größer als 99,996 vol-% war. In weiteren Versuchen wurde der Einfluß der CO₂-Konzentration auf diesen Fouling-Vorgang bestimmt und ein Verfahren entwickelt, um das CO₂ aus dem Meßkreislauf zu entfernen. Der Ablagerungsmechanimus und der Einfluß der Betriebsparameter auf die Ablagerungsgeschwindigkeit können mit Modellvorstellungen zur Blasenbildung erklärt werden.