Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Strömungsforschung im freien Fall

23.10.2014

Der BTU-Lehrstuhl Aerodynamik und Strömungslehre nimmt an DLR-Parabelflug-Experimentkampagne in Bordeaux teil

Vom 27.-31. Oktober 2014 nimmt ein Wissenschaftler-Team des Lehrstuhls Aerodynamik und Strömungslehre von Prof. Christoph Egbers an Parabelflug-Experimenten des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Frankreich teil. An insgesamt fünf Flugtagen soll unter Schwerelosigkeitsbedingungen die Wirkung eines elektrohydrodynamischen Kraftfeldes auf den Wärme- und Stofftransport in einem Zylinderspalt untersucht werden.

Prof. Dr.-Ing. Christoph Egbers wird ab Montag, dem 27. Oktober 2014 mit vor Ort sein. Sein Wissenschaftler-Team, zu dem Dr. Ion Borcia, Robin Stöbel und Markus Helbig sowie die beiden Studierenden, Toni Schneidereit und Nancy Kabat, gehören, ist bereits seit dem 20. Oktober 2014 zur Vorbereitungs- und Integrationswoche bei NOVESPACE in Bordeaux am Flughafen.

Für Fragen zum Experiment und zum Parabelflug steht Prof. Christoph Egbers vor seiner Fahrt nach Bordeaux am Freitag, den 24. Ok-tober 2014, 11 Uhr an seinem Lehrstuhl auf dem Zentralcampus zur Verfügung: Lehrgebäude 3A, Raum 128, Tel. (0355) 69-4868.

Die Wissenschaftler untersuchen im Rahmen der Parabelflüge die Wirkung auf ein Zylinderspalt-Experiment, wenn dieses System durch ein extern aufgeprägtes, elektrohydrodynamisch wirkendes Kraftfeld in Form einer Wechselspannung beeinflusst wird. So führt die Temperaturabhängigkeit der Permittivität (dielektrische Leitfähigkeit) zu einem elektrohydrodynamischen Auftrieb. Dieser dielektrophoretische Effekt erhöht sich einerseits mit der Amplitude der Hochspannung und andererseits mit abnehmenden Zylinderradien.

Ein weiterer wichtiger Effekt ist die Erhöhung des Wärmetransports schon bei sehr niedrigeren Temperaturgradienten. Unter den Bedingungen auf der Erde stört dieses künstliche Kraftfeld lediglich die Stabilität der Strömung, die sich aufgrund von Temperaturunterschieden ausbildet. Unter MikroGravitation, wie sie bei Parabelflügen durch den freien Fall simuliert wird, entfällt das natürliche Kraftfeld der Erde.

Das durch die Hochspannung aufgebaute Zentral-Kraftfeld ist dann allein ausschlaggebend für das Entstehen der Konvektionsbewegung. In dem stark miniaturisierten Experiment wird einerseits die Strömung sichtbar gemacht. Andererseits wird der Wärmetransport gemessen. Das Parabelflugexperiment liefert damit einen Beitrag, um die Effektivität des künstlichen Kraftfeldes zu untersuchen und technische Anwendungen voranzutreiben. Die aus diesem Experiment gewonnenen Ergebnisse geben darüber hinaus einen besseren Einblick in die Strömungskontrolle von Mikrofluiden und können so für die Weiterentwicklung von z.B. Mikropumpen oder Mikromischern genutzt werden.

Hintergrund
Der Zylinderspalt wird durch zwei konzentrisch angeordnete, vertikal ausgerichtete Zylinder aufgespannt. Der Spalt ist mit einem dielektrischen Öl gefüllt, dessen Viskosität nur wenige Vielfache über der von Wasser liegt. Das System wird im Inneren beheizt und von außen gekühlt, so dass der Temperaturunterschied senkrecht zum gravitationsbedingten Auftriebsfeld aufgeprägt wird. Dies führt zunächst zum Ausbilden einer Konvektionszelle, die den gesamten Untersuchungsraum erfasst. Dabei steigt erwärmte, leichtere Flüssigkeit am beheizten Innenzylinder auf und sinkt entsprechend am gekühlten Außenzylinder ab. An der Boden- und der Deckelplatte des Zylinders verläuft die Strömung horizontal. Wird der Temperaturunterschied erhöht, führt diese Verstärkung des thermischen Antriebs zu konvektiven Instabilitäten, das heißt, die oben beschriebene Grundströmung bleibt nicht stabil, sondern nimmt neue Strömungsformen an. Theoretische Arbeiten zeigen, dass weitere Konvektionszellen aus der Mitte der Zylinderhöhe heraus entstehen. Dies ist bisher nicht experimentell untersucht worden.

Johanna Schuppan | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.b-tu.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Winzige Eisverluste an den Rändern der Antarktis können Eisverluste in weiter Ferne beschleunigen
11.12.2017 | Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung

nachricht Was macht Korallen krank?
08.12.2017 | Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Long-lived storage of a photonic qubit for worldwide teleportation

MPQ scientists achieve long storage times for photonic quantum bits which break the lower bound for direct teleportation in a global quantum network.

Concerning the development of quantum memories for the realization of global quantum networks, scientists of the Quantum Dynamics Division led by Professor...

Im Focus: Electromagnetic water cloak eliminates drag and wake

Detailed calculations show water cloaks are feasible with today's technology

Researchers have developed a water cloaking concept based on electromagnetic forces that could eliminate an object's wake, greatly reducing its drag while...

Im Focus: Neue Einblicke in die Materie: Hochdruckforschung in Kombination mit NMR-Spektroskopie

Forschern der Universität Bayreuth und des Karlsruhe Institute of Technology (KIT) ist es erstmals gelungen, die magnetische Kernresonanzspektroskopie (NMR) in Experimenten anzuwenden, bei denen Materialproben unter sehr hohen Drücken – ähnlich denen im unteren Erdmantel – analysiert werden. Das in der Zeitschrift Science Advances vorgestellte Verfahren verspricht neue Erkenntnisse über Elementarteilchen, die sich unter hohen Drücken oft anders verhalten als unter Normalbedingungen. Es wird voraussichtlich technologische Innovationen fördern, aber auch neue Einblicke in das Erdinnere und die Erdgeschichte, insbesondere die Bedingungen für die Entstehung von Leben, ermöglichen.

Diamanten setzen Materie unter Hochdruck

Im Focus: Scientists channel graphene to understand filtration and ion transport into cells

Tiny pores at a cell's entryway act as miniature bouncers, letting in some electrically charged atoms--ions--but blocking others. Operating as exquisitely sensitive filters, these "ion channels" play a critical role in biological functions such as muscle contraction and the firing of brain cells.

To rapidly transport the right ions through the cell membrane, the tiny channels rely on a complex interplay between the ions and surrounding molecules,...

Im Focus: Stabile Quantenbits

Physiker aus Konstanz, Princeton und Maryland schaffen ein stabiles Quantengatter als Grundelement für den Quantencomputer

Meilenstein auf dem Weg zum Quantencomputer: Wissenschaftler der Universität Konstanz, der Princeton University sowie der University of Maryland entwickeln ein...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Innovative Strategien zur Bekämpfung von parasitären Würmern

08.12.2017 | Veranstaltungen

Hohe Heilungschancen bei Lymphomen im Kindesalter

07.12.2017 | Veranstaltungen

Der Roboter im Pflegeheim – bald Wirklichkeit?

05.12.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mit Quantenmechanik zu neuen Solarzellen: Forschungspreis für Bayreuther Physikerin

12.12.2017 | Förderungen Preise

Stottern: Stoppsignale im Gehirn verhindern flüssiges Sprechen

12.12.2017 | Biowissenschaften Chemie

E-Mobilität: Neues Hybridspeicherkonzept soll Reichweite und Leistung erhöhen

12.12.2017 | Energie und Elektrotechnik