DiffStrat – Stratification of Thermal Storage Tanks by Diffusor Design

Schrift Standard Fett
Login

Forschungsstelle

BFE

Projektnummer

SI/500315 /8

Projekttitel

DiffStrat – Stratification of Thermal Storage Tanks by Diffusor Design

Texte zu diesem Projekt

	Deutsch	Französisch	Italienisch	Englisch
Schlussbericht			-	-

Erfasste Texte

Kategorie	Text
Schlussbericht (Deutsch)	Zur Bewertung der Eigenschaften von verschiedenen Speichereinbauten wurden verschiedene optische Methoden zur Visualisierung von Strömungen evaluiert: Direct Shadowgraphy (DS), Background Oriented Schlieren (BOS) und Particle Image Velocimetry (PIV). Aufgrund der Aussagekraft der Methode, den Erfahrungen in der Gruppe sowie dem vorhandenen Equipment wurde eine Entscheidung zugunsten von PIV getroffen. Zur Durchführung der Aufnahmen wurde eine Testinfrastruktur aufgebaut, die eine Konditionierung sowohl des Inhalts eines Glasspeichers als auch eines eintretenden Volumenstroms erlaubt. Damit konnten genau definierte Rahmenbedingungen geschaffen werden. Schliesslich wurden PIV Aufnahmen von Speichereintritten mit einem einfachen Sprührohr sowie mit Bogenrohr mit und ohne Lochblech durchgeführt. Die Aufnahmen mit einfachen Sprührohren bestätigen den bisher lediglich aus CFD-Simulationen bekannten Effekt der ungleichmässigen Durchströmung der Austrittsöffnungen. Entsprechend sind diese nicht geeignet um die Strömungsgeschwindigkeit am Speichereintritt effektiv zu verringern. Die Beladung eines Speichers durch ein Bogenrohr wurde in verschiedene Varianten untersucht: Mit verschiedenen Lochblechen zur Strömungsberuhigung sowie ohne ein solches Lochblech. In den PIV-Aufnahmen ist bei der Messung ohne Lochblech eine deutlich ausgeprägte Walze im Speicher zu beobachten. Der Einfluss dieser Walze auf die Verschiebung des Thermoklins im Speicher kann allerdings aus den Messdaten nicht ohne die Hilfe von unterstützenden Simulationen ermittelt werden. Zugehörige Dokumente DHWStrat_Schlussbericht [PDF] 3'797 kB Schlussbericht DiffStrat [PDF] 6'581 kB Schlussbericht DiffStrat2 [PDF] 17'548 kB
Schlussbericht (Französisch)	Pour évaluer les propriétés de différents internes dans les réservoirs d'eau, différentes méthodes optiques de visualisation des écoulements ont été évaluées. Sur la base de la validité de la méthode, de l'expérience du groupe et du matériel disponible, une décision en faveur de la PIV a été prise. Une infrastructure de test a été mise en place pour produire les images optiques avec cette méthode. Ainsi, des conditions de base exactement définies ont pu être créées. Enfin, des images PIV des entrées de stockage ont été créées. Les images optiques avec les tubes perforé confirment l'effet de l'écoulement irrégulier à travers les orifices de sortie, qui n'était connu auparavant que par des simulations CFD. Par conséquent, les tubes perforé ne sont pas adaptés pour réduire efficacement la vitesse d'écoulement à l'entrée du réservoir. Le chargement d'un réservoir de stockage par un tube courbé a été étudié dans différentes variantes : Avec différentes tôles perforées pour l'apaisement des flux et sans cette tôle perforée. Sur les images PIV, on peut observer un roulis prononcé dans le réservoir lors de mesures sans plaque perforée. Cependant, l'influence de ce roulis sur le déplacement de la thermocline dans le réservoir ne peut être déterminée à partir des données de mesure sans l'aide de simulations justificatives.

Kategorie

Text

Schlussbericht
(Deutsch)

Zur Bewertung der Eigenschaften von verschiedenen Speichereinbauten wurden verschiedene optische Methoden zur Visualisierung von Strömungen evaluiert: Direct Shadowgraphy (DS), Background Oriented Schlieren (BOS) und Particle Image Velocimetry (PIV). Aufgrund der Aussagekraft der Methode, den Erfahrungen in der Gruppe sowie dem vorhandenen Equipment wurde eine Entscheidung zugunsten von PIV getroffen.
Zur Durchführung der Aufnahmen wurde eine Testinfrastruktur aufgebaut, die eine Konditionierung sowohl des Inhalts eines Glasspeichers als auch eines eintretenden Volumenstroms erlaubt. Damit konnten genau definierte Rahmenbedingungen geschaffen werden.
Schliesslich wurden PIV Aufnahmen von Speichereintritten mit einem einfachen Sprührohr sowie mit Bogenrohr mit und ohne Lochblech durchgeführt.
Die Aufnahmen mit einfachen Sprührohren bestätigen den bisher lediglich aus CFD-Simulationen bekannten Effekt der ungleichmässigen Durchströmung der Austrittsöffnungen. Entsprechend sind diese nicht geeignet um die Strömungsgeschwindigkeit am Speichereintritt effektiv zu verringern.
Die Beladung eines Speichers durch ein Bogenrohr wurde in verschiedene Varianten untersucht: Mit verschiedenen Lochblechen zur Strömungsberuhigung sowie ohne ein solches Lochblech. In den PIV-Aufnahmen ist bei der Messung ohne Lochblech eine deutlich ausgeprägte Walze im Speicher zu beobachten. Der Einfluss dieser Walze auf die Verschiebung des Thermoklins im Speicher kann allerdings aus den Messdaten nicht ohne die Hilfe von unterstützenden Simulationen ermittelt werden.

Zugehörige Dokumente

DHWStrat_Schlussbericht [PDF] 3'797 kB
Schlussbericht DiffStrat [PDF] 6'581 kB
Schlussbericht DiffStrat2 [PDF] 17'548 kB

Schlussbericht
(Französisch)

Pour évaluer les propriétés de différents internes dans les réservoirs d'eau, différentes méthodes optiques de visualisation des écoulements ont été évaluées. Sur la base de la validité de la méthode, de l'expérience du groupe et du matériel disponible, une décision en faveur de la PIV a été prise.
Une infrastructure de test a été mise en place pour produire les images optiques avec cette méthode. Ainsi, des conditions de base exactement définies ont pu être créées.
Enfin, des images PIV des entrées de stockage ont été créées.
Les images optiques avec les tubes perforé confirment l'effet de l'écoulement irrégulier à travers les orifices de sortie, qui n'était connu auparavant que par des simulations CFD. Par conséquent, les tubes perforé ne sont pas adaptés pour réduire efficacement la vitesse d'écoulement à l'entrée du réservoir.
Le chargement d'un réservoir de stockage par un tube courbé a été étudié dans différentes variantes : Avec différentes tôles perforées pour l'apaisement des flux et sans cette tôle perforée. Sur les images PIV, on peut observer un roulis prononcé dans le réservoir lors de mesures sans plaque perforée. Cependant, l'influence de ce roulis sur le déplacement de la thermocline dans le réservoir ne peut être déterminée à partir des données de mesure sans l'aide de simulations justificatives.