@phdthesis{Eder2018,
  type      = {Master Thesis},
  author    = {Elias Eder},
  title     = {Konzeption und Aufbau eines Blasens{\"a}ulenbefeuchters zur Analyse der Befeuchtung von Luft in Fl{\"u}ssigkeitss{\"a}ulen},
  doi       = {10.25924/opus-2766},
  pages     = {XIV, 74, XI},
  year      = {2018},
  abstract  = {Der Befeuchtungs-Entfeuchtungs-Prozess (HDH) wird zur Meerwasserentsalzung eingesetzt und bietet Vorteile wie die Nutzung von W{\"a}rme auf einem geringen Temperaturniveau sowie die Realisierbarkeit dezentraler Anlagen. Bei diesem Prozess wird Luft im Kontakt mit warmem Salzwasser im Optimalfall bis zur S{\"a}ttigung befeuchtet. Die feuchte Luft wird anschlie{\"s}end abgek{\"u}hlt, um das in ihr befindliche Wasser wieder zu kondensieren. Obwohl der HDH-Prozess bereits mehrfach Gegenstand der Forschung war, besitzt die Effizienz des Prozesses nach wie vor ein hohes Steigerungspotential. Das Ziel dieser Masterarbeit besteht in der Konzeption und der Realisierung eines Versuchsaufbaus zur Analyse der Befeuchtung von Luft in Wasser. Dabei soll der Untersuchungsgegenstand zuk{\"u}nftiger Versuche die Befeuchtereinheit sein, die ein hohes Potential hinsichtlich der Effizienzsteigerung von HDH-Systemen bietet. In neueren Publikationen wurden zum Einsatz in HDH-Systemen Blasens{\"a}ulenbefeuchter als eine bessere Alternative zu Festbettbefeuchtern oder Spr{\"u}ht{\"u}rmen vorgeschlagen, weswegen die Befeuchtung in solchen Aggregaten n{\"a}her untersucht werden muss. Das Hauptziel dieser Masterarbeit ist ein Versuchsaufbau, der die M{\"o}glichkeit bietet, die Parameter, die die Befeuchtung von Luft in einer Blasens{\"a}ule ma{\"s}geblich beeinflussen, mit einer ausreichenden Genauigkeit zu messen, um aus diesen Messungen semiempirische Korrelationen ableiten zu k{\"o}nnen. Die die Befeuchtung von Luft ma{\"s}geblich beeinflussenden Parameter sind die Wassertemperatur, der F{\"u}llstand im Befeuchter, die Luftgeschwindigkeit sowie die Blasengr{\"o}{\"s}e. Zum aktuellen Stand ist ein HDH-System, bestehend aus einem Blasens{\"a}ulenbefeuchter, einem Querstromw{\"a}rmetauscher sowie einer Dosierpumpe errichtet. Mit diesem System k{\"o}nnen wissenschaftlich notwendige empirische Zusammenh{\"a}nge zwischen den die Befeuchtung beeinflussenden Parametern und der Befeuchtung von Luft aus Versuchen abgeleitet werden. Die im Versuchsaufbau verbaute Messtechnik wurde derart ausgew{\"a}hlt, dass deren Einfluss auf das System so gering wie m{\"o}glich gehalten werden kann. Mit dem Versuchsaufbau ist es dar{\"u}ber hinaus m{\"o}glich, invasive Messmethoden mit nicht invasiven Messmethoden direkt zu vergleichen. Um eine f{\"u}r die Messungen optimale Befeuchtergeometrie zu finden, sind zwei Blasens{\"a}ulenbefeuchtereinheiten aufgebaut, davon eine mit planarem und eine mit zylindrischem Querschnitt. So ist es m{\"o}glich, im Direktvergleich die Vor- und Nachteile der Querschnittsanordnungen nachzuweisen. Die Komponenten der beiden HDH-Systeme wurden anhand von wissenschaftlich akzeptierten Modellen bez{\"u}glich der dazugeh{\"o}rigen W{\"a}rme{\"u}bertragungsraten, der W{\"a}rmeverluste und der Druckverluste ausgelegt. Eine Modellierung des Stoff{\"u}bergangs in der Blasens{\"a}ule ist durchgef{\"u}hrt. Anhand dieser Modellierung konnte der Stoff{\"u}bergangskoeffizient in der Grenzschicht zwischen Luftblase und Fl{\"u}ssigkeitss{\"a}ule ermittelt werden. Anhand einer Massenbilanz konnte {\"u}ber den Stoff{\"u}bergangskoeffizienten die Austrittswasserbeladung der feuchten Luft modelliert werden. Die Funktionalit{\"a}t des Versuchsaufbaus ist gegeben. Messungen des Gasgehalts zeigen eine sehr gute {\"U}bereinstimmung mit wissenschaftlich anerkannten Korrelationen zum Gasgehalt. Die optische Zug{\"a}nglichkeit des Versuchsaufbaus ist evaluiert und l{\"a}sst die Tendenz ableiten, dass sich ein planarer Befeuchterquerschnitt in Verbindung mit Fotoaufnahmen von den durchgef{\"u}hrten Varianten am besten zur digitalen Bildanalyse eignet. Aus den Experimenten, die am realisierten Versuchsaufbau durchgef{\"u}hrt werden, kann sich eine allgemeing{\"u}ltige Auslegungsgrundlage f{\"u}r Versuchsaufbauten ergeben, mit denen Messungen der Befeuchtung von Luft in Blasens{\"a}ulenbefeuchtern durchgef{\"u}hrt werden sollen.},
  language  = {de}
}