témavezető: Poós Tibor
helyszín (magyar oldal): BME Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék helyszín rövidítés: ÉPGET
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények
A párolgást a gáz és folyadék állapotjelzők, tulajdonságok befolyásolják, ezektől a paraméterektől függ az elpárolgott folyadék mennyisége. Ezen paraméterek szerint különböző párolgási esetek definiálhatók természetes, kevert és kényszerített gázáramlás mellett történő nyíltfelszínű folyadékok párolgására. A szakirodalmi összefüggéseket és eredményeket alapul véve, dimenzióanalízis segítségével meghatározásra került, milyen dimenzió nélküli számokkal és egyenlettekkel írható le a párolgás jelensége. A dimenzió nélküli egyenletek változóinak meghatározása empirikus úton történt, amihez szakirodalmi és saját mérési eredmények is felhasználásra kerültek. Így két dimenzió nélküli összefüggést alkottunk meg, amik állandó gáz és folyadék állapotjelzők mellett írják le a víz párolgását természetes, vagy kevert és kényszerített gázáramlás esetén. Ezen összefüggések felhasználása azonban korlátokba ütközik, amiket az egyenletek érvényességi tartományai szabnak meg.
A témában számos nemzetközi folyóiratcikkünk és konferenciacikkünk jelent meg, továbbá projektfeladatok, BSc szakdolgozatok és MSc diplomatervek készültek.
b.) A kutatás célja
A kutatás célja a folyadékok párolgási sebességének, az egyidejű hő-és anyagátadásnak a vizsgálata empirikus úton, valamint szimulációk segítségével. A párolgási sebesség mérésére alkalmas laboratóriumi mérőberendezés fejlesztésével a párolgás vizsgálhatóvá válik különböző levegőhőmérsékletek, légsebességek, levegő nedvességtartalmak és folyadékhőmérsékletek mellett víztől eltérő folyadékok esetén is. A saját és a szakirodalmi mérési eredmények alapján olyan összefüggést lehet létrehozni, ami állandó gáz és folyadékállapotjelzők mellett képes leírni a párolgást természetes, kevert és kényszerített gázáramlás esetén. Szimulációs szoftver segítségével modellezhető a párolgás folyamata állandó gáz és folyadék állapotjelzők esetén (alap eset), és a mérési eredményekkel validálhatók a modell eredményei. Amennyiben az alapfolyamatok leírása kielégítő eredménnyel szolgál, akkor az alapjául szolgálhat az időben vagy térben változó gázállapotjelzőjű párolgási esetek leírásához.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
• Szakirodalmi adatok összegyűjtése és tanulmányozása a folyadékok egyidejű hő- és anyagátadására, valamint a jelenséget leíró numerikus modellekre vonatkozóan (1 félév).
• Laboratóriumi berendezés fejlesztése, aminek segítségével a fűtött/fűtetlen folyadék párolgásának vizsgálata során a levegő hőmérsékletén és sebességén túlmenően a nedvességtartalma is szabályozhatóvá válik. Laboratóriumi mérések elvégzése a párolgási sebesség meghatározására különböző levegő és folyadék állapotjelzők, és folyadékszint mellett (2 félév).
• Szükséges anyagjellemzők, üzemeltetési paraméterek és a hő- és anyagátadási mechanizmusok közötti összefüggések feltárása, a numerikus modell kezdeti és peremfeltételeinek meghatározása állandó, illetve változó gáz és folyadék állapotjelzők mellett (1 félév).
• A művelet numerikus modelljének elkészítése, a szükséges számítások elvégzése a szimulációs eredmények validálásához (2 félév).
• Az eredmények publikálása tudományos folyóiratokban és a PhD értekezés elkészítése (2 félév).
d.) Szükséges berendezések
• Párolgási sebesség meghatározására alkalmas laboratóriumi mérőállomás.
• A különböző műveleti paramétereket mérni képes műszerek, szenzorok, valamint adatgyűjtő és adatgyűjtő szoftver a mért adatok automatikus rögzítésére.
• Informatikai hardver és szoftver háttér a kutatómunka elvégzésére.
A felsorolt eszközök biztosítottak a kutatás elkezdéséhez.
e.) Várható eredmények
• Laboratóriumi mérőberendezés, amely a párolgás sebességének vizsgálatára alkalmas különböző levegőhőmérsékletek, légsebességek, levegő nedvességtartalmak és folyadékhőmérsékletek mellett.
• A párolgási sebesség meghatározására alkalmas összefüggések állandó gáz és folyadék állapotjelzőjű párolgás leírására különböző folyadékok esetén.
• Numerikus modell kidolgozása a párolgás leírására állandó, illetve változó gáz és folyadék állapotjelzőjű párolgás esetén.
• A párolgást befolyásoló paraméterek hatása a párolgási sebességre nézve.
f.) Irodalom
[1] Varju, E.; Poós, T.: New dimensionless correlation for mass transfer at evaporation of open liquid surface in natural convection. International Communications in Heat and Mass Transfer 136, 2022. DOI: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2022.106102.
[2] Poós, T.; Varju, E.: Mass transfer coefficient for water evaporation by theoretical and empirical correlations. International Journal of Heat and Mass Transfer 153, 2020, 1-10, DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119500.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2024-04-23
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Bejelentkezés
