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 Neues Forschungsspecial zu Meeren, Ozeanen und Gewässern
18.01.2017 | Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg

nachricht Wasser - der heimliche Treiber des Kohlenstoffkreislaufs?
17.01.2017 | Max-Planck-Institut für Biogeochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise