- AutorIn
- Khaled Raed
- Titel
- Investigation of Knudsen and gas‐atmosphere effects on effective thermal conductivity of porous media
- Zitierfähige Url:
- https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-117386
- Übersetzter Titel (DE)
- Untersuchung des Knudsen- und Gasatmosphäreneffektes auf die Wärmeleitfähigkeit poröser Dämmstoffe
- Datum der Einreichung
- 12.03.2013
- Datum der Verteidigung
- 07.06.2013
- Abstract (DE)
- Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Untersuchung der gekoppelten Einflüsse von Gasart, Porengröße und Porengrößenverteilung auf die effektive Wärmeleitfähigkeit nicht-durchströmter poröser Materialien (Dämmstoffe). Diese Zusammenhänge sind bisher nur ansatzweise bekannt und für eine spätere praktische Anwendung von zunehmend großer Bedeutung. Um dies zu erreichen wurden 12 verschiedene hoch poröse Materialien (Porosität höher als 70 %) ausgewählt, die unterschiedlichen Porengrößenverteilungen im Makro- Mikro- und Nanobereich haben. Die effektive Wärmeleitfähigkeit wurde hauptsachlich in zwei unterschiedlichen Messverfahren untersucht. Die Messungen erfolgt bei normalem Druck in vier Gas Atmosphären (Kr, Ar, N2 and He) bei Temperaturen bis maximal 900 °C. Kritische Analyse zum jeweiligen Messverfahren und Auswertungsalgorithmus wurden durchgeführt. Ein mathematisches Model basiert auf die Porengrößenverteilung mit Berücksichtigung des Knudsen Effekts wurde entwickelt um die Änderung der effektiven Wärmeleitfähigkeit beim Wechsel der Gas Atmosphäre auszuwerten. Diese führt zu besser Ergebnisse als die ausgewertet Ergebnisse von den vorhandenen Modellen aus der Literatur.
- Abstract (EN)
- In the present work, the influences of exchanging the filling gas accompanied with Knudsen effect on effective thermal conductivity were investigated with experiments and physical mathematical modeling. This work is thought to be the first intensive study in this area of the research, which includes twelve different porous insulation materials. Analysis of the huge number of experimental results leaded to new observations regarding various coupling effects. An improved model for predicting the change in effective thermal conductivity due to exchanging the filling gas has been developed with regards to the Knudsen effect based on models for rarefied gases and parallel arrangements models for effective thermal conductivity.
- Freie Schlagwörter (DE)
- Wärmeleitfähigkeit, Knudseneffekt, Smoluchowski, Nano-Materialien
- Freie Schlagwörter (EN)
- thermal conductivity, porous, pore size distribution, nano materials, Knudsen effect
- Klassifikation (DDC)
- 624
- Normschlagwörter (GND)
- Knudsen-Strömung, poröser Stoff, Smoluchowski-Gleichung, Wärmeleitfähigkeit, Einflussfaktor, Dämmstoffherstellung, Nanostrukturiertes Material, Dämmstoff, Werkstoffforschung
- GutachterIn
- Prof. habil Dr.-Ing Ulrich Gross
- Dr. Ulf Hammerschmidt
- BetreuerIn
- Prof. habil Dr.-Ing Ulrich Gross
- Den akademischen Grad verleihende / prüfende Institution
- TU Bergakademie Freiberg, Freiberg, Germany
- URN Qucosa
- urn:nbn:de:bsz:105-qucosa-117386
- Veröffentlichungsdatum Qucosa
- 03.09.2013
- Dokumenttyp
- Dissertation
- Sprache des Dokumentes
- Englisch