Aufbau und Erprobung eines Sensors zur Messung

Studien-/
Masterarbeit
Prof. Dr.-Ing. E. Laurien
Forschungs- und Lehrgebiet
Thermofluiddynamik
Beschreibung:
Aufbau und
Erprobung eines
Sensors zur
Messung von
Dichteschwankungen im
Vermischungsbereich zweier
Flüssigkeiten
Kernkraftwerke besitzen mit ihren Primär-, Sekundär- und NotKühlkreisläufen umfangreiche Rohrleitungssysteme, in denen
es bei hohen Temperaturen und Drücken zu einer direkten
Vermischung von kaltem und heißem Fluid kommt. Die daraus
resultierenden
Strömungsphänomene
führen
zu
Temperaturfluktuationen, die bereits in zahlreichen Fällen zu
Materialschäden
mit
Leckagen
in
der
Nähe
der
Vermischungsbereiche geführt haben. Erkenntnisse über die
genauen Ursachen der Schädigung spielen unter anderem bei
der sicherheitsrelevanten Auslegung von Bauteilen eine
wichtige Rolle. Die entsprechenden Strömungsphänomene können unter realen Bedingungen
(𝑝𝑚𝑎𝑥 = 75 𝑏𝑎𝑟, ∆𝑇𝑚𝑎𝑥 = 270 °𝐶) nur mit einem sehr hohen Aufwand experimentell untersucht
werden. Aus diesem Grund wurde am IKE ein Versuchsstand aus Plexiglas (MFI (Mixed-FluidInteraction-Versuchsstand) zur Untersuchung von isothermen Vermischungsvorgängen aufgebaut.
Für die experimentelle Untersuchung von lokalen und zeitabhängigen Dichteschwankungen im
Vermischungsbereich eines T-Stücks soll ein Prototyp eines Sensors konzipiert und aufgebaut
werden. Zur Datenerfassung ist ein Arduino Microcontroller (Abbildung 1) zu verwenden. Mit Hilfe
von elektrischen Bauteilen sollen unterschiedliche Schaltungskonzepte untersucht und beurteilt
werden. Der Sensor ist im Hinblick auf seine Einsatz am Versuchsstand zu konzipieren und
aufzubauen. Testmessungen am Versuchsstand sollen die Einsatzfähigkeit des Sensors
demonstrieren.
Vorgehensweise:
 Einarbeitung in die Thematik.
 Untersuchung unterschiedlicher Schaltkonzepte.
 Konstruktion und Aufbau des Sensors.
 Durchführung der Messungen.
 Auswertung und Einordnung der Messergebnisse.
 Schriftliche Ausarbeitung und mündliche
Präsentation der Ergebnisse.
Beginn:
Betreuer:
ab sofort auch in Gruppenarbeit (max.
3 Personen) möglich)
M. Sc. Alexander Isaev
Pfaffenwaldring 31 • D-70569 Stuttgart
[email protected]
+49 (0) 711 685-62495
Abbildung 1: Arduino Microcontroller
Die Universität Stuttgart möchte den Anteil der Frauen im wissenschaftlichen
Bereich erhöhen und ist daher an Bewerbungen von Frauen besonders interessiert.
Schwerbehinderte werden bei gleicher Eignung vorrangig eingestellt.
Stand 10.08.2016