Bau einer Nebelkammer

Beschreibung der Aufgabe für eine Studienarbeit

Zur Untersuchung des konvektiven Wärmeübergangs an einem zylindrischen Probekörper in Anwesenheit von gefrierendem und nicht gefrierendem Nebel, soll der Wärmeübergangskoeffizient in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit der Luft gemessen werden. Auch das Verhalten der Nebeltröpfen rund um den beheizten Probekörper sowie die Strömung der Luft sollen beobachtet werden. Zu diesem Zweck soll eine kleine Nebelkammer aufgebaut werden, in der definierte physikalische Bedingungen für die Beobachtung und Messung geschaffen werden können.

Folgende Aufgaben sind hierzu durchzuführen:

• Auswahl des Prinzips der Nebelerzeugung
• Recherche der Möglichkeiten zur Erzeugung von gefrierendem Nebel
• Berechnung der Wärmebilanz der Nebelkammer
• Konstruktion der Nebelerzeugungsvorrichtung inklusive der elektronischen Steuerung. Hierbei sollen soweit wie möglich Kaufteile verwendet werden
• Konstruktion eines wasserdichten-, und gut zu reinigenden Gehäuses.
• Konstruktion von Fenstern für die Nebelkammer, die nicht beschlagen und so die Beobachtung des Nebelsenosrs ermöglichen
• Konstruktion der beweglichen Halterung für den Nebelsensor
• Entwicklung und Fertigung eines Systems zur Berührungslosen Datenübertragung von der beweglichen Sensorhalterung an das Modul zur Messwertaufnahme.
• Inbetriebnahme der Nebelkammer

Die Aufgaben sollen zur Durchführung einer Studienarbeit an der TU-Ilmenau oder bei Interesse an einer anderen Hochschule ausgeschrieben werden. Betreuer: Dipl.-Ing. Michael Klotsche

Technische Anforderungen

• zu Verfügung stehendes Bauvolumen: Grundfläche: 330x350 mm Höhe: 240 mm

Anregungen zu möglichen Bauformen

• Kapillarwelle - zum funktionsprinzip des Ultraschall-Nebelerzeugers
• Ultraschallvernebler - Wikipediaartikel zum Thema zur Einführung in das Thema
• Nebelerzeugung durch Trockeneis bzw. Abkühlung der Bodenplatte der Nebelkammer. Die Decke der Nebelkammer wird aus einem beheizten porösen Material gefertigt. Hier ergibt sich evtl. die Schwierigkeit, dass in der Luft ein Temperaturgradient vorliegt.
• Die Luft muss Gelegenheit haben, sich wieder zu beruhigen, das heißt, dass der Probekörpber nicht durch seine Wirbelschleppe fahren sollte, bevor diese sich nicht durch Dissipation beruhigt hat.