Regensburg 1998 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 46: POSTER II

DY 46.22: Poster

Donnerstag, 26. März 1998, 14:30–17:30, B

Experimentelle Modellierung von Konvektionserscheinungen beim Elektronenstrahlverdampfen — •R. Schaller und A. Thess — Institut für Luft– und Raumfahrttechnik, TU Dresden

Beim Elektronenstrahlverdampfen von Metallen aus wassergekühlten Kupfertiegeln spielt der turbulente konvektive Wärmetransport durch die Metallschmelze eine entscheidene Rolle für die energetische Effizienz des Prozesses [1]. Der starke Energieeintrag (10-50 kW) an der Oberfläche führt zu großen Temperaturgradienten im Volumen und entlang der freien Oberfläche. Auf das Fluid wirken Auftriebskräfte durch die Temperaturabhängigkeit der Dichte und an der Oberfläche Schubspannungen durch die Temperaturabhängigkeit der Oberflächenspannung (Marangoni-Effekt). In einem Modellsystem mit einem transparenten Fluid kann die Schubspannung an der Oberfläche durch einen mechanischen Antrieb, unabhängig von den Auftriebskräften, vorgegeben werden. Eine elektrische Heizung modelliert den Energieeintrag durch den Elektronenstrahl. Das Verhalten für verschiedene Aspektverhältnisse und Heizleistungen wird untersucht. Die experimentellen Ergebnisse werden mit den Ergebnissen einer Skalenanalyse [2] verglichen.

[1] S. Schiller, U. Heisig, S. Panzer, Elektronenstrahltechnologie, Kap. 3.6.1.1, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft, 1977

[2] A. Pumir, L. Blumenfeld, Phys. Rev. E 54, R4529 (1996)