Verdünnte Strömumg in Spalten von Vakuumpumpen mit bewegter Berandung

Huck, Christopher

Verdünnte Strömumg in Spalten von Vakuumpumpen mit bewegter Berandung

dc.contributor.advisor	Brümmer, Andreas
dc.contributor.author	Huck, Christopher
dc.contributor.referee	Böhle, Martin
dc.date.accepted	2020-04-28
dc.date.accessioned	2022-01-26T09:08:02Z
dc.date.available	2022-01-26T09:08:02Z
dc.date.issued	2020
dc.description.abstract	In der vorliegenden Arbeit wird die verdünnte Strömung in Spalten von Vakuumpumpen diskutiert. Die durch eine Druckdifferenz (Poiseuille-Strömung), eine bewegte Berandung (Couette-Strömung) oder eine Temperaturdifferenz (thermische Kriechströmung) erzeugten Strömungen, welche isoliert oder kombiniert betrachtet werden, sind Gegenstand der Untersuchungen. Im Rahmen der Arbeit wird eine eindimensionale Theorie validiert, welche diese drei Strömungsarten in einem weiten Bereich der Gasverd ünnung abbilden kann. Dafür werden sowohl Simulationen mithilfe der DSMCMethode (Direct Simulation Monte Carlo), die das Gas auf Ebene der Teilchen modelliert, als auch experimentelle Untersuchungen herangezogen. Insgesamt werden zwei verschiedene Spaltgeometrien betrachtet. Der planparallele Spalt, welcher aus zwei zueinander parallele Konturen gebildet wird und der Radiusspalt, welcher aus einer planen Kontur und einer Kontur mit Radius besteht. Um allgemeingültige Ergebnisse zu erhalten, werden die zur Beschreibung der Strömung notwendigen dimensionslosen Kennzahlen identifiziert. Hierbei wird davon ausgegangen, dass in jedem Querschnitt in Strömungsrichtung ein vollständiger Wärmeaustausch zwischen Gas und Wand stattfindet. Die so ermittelten Kennzahlen können im weiteren Verlauf umfangreich variiert werden. Für die experimentellen Untersuchungen werden zwei geeignete Spaltmodellaufbauten vorgestellt. Ein Spaltmodell kann zur Messung des Massenstroms einer reinen Poiseuille-Strömung genutzt werden. Ein weiteres Modell dient zur Messung des Massenstroms aufgrund einer kombinierten Couette-Poiseuille Strömung, bei welchem auch ein Konzept zur Bestimmung der Massenströme weiterer Spalte vorgestellt wird, die aufgrund der notwendigen bewegten Berandung entstehen. Anschlieÿend wird eine umfangreiche experimentelle Untersuchung der Spaltströmung unter Variation der dimensionslosen Kennzahlen durchgeführt. Ein Vergleich der Ergebnisse mit den Simulationsergebnissen der eindimensionalen Theorie und der DSMCMethode ergibt über einen weiten Bereich der Gasverdünnung eine gute Übereinstimmung. Abweichungen finden sich im Bereich der Kontinuumsströmung zwischen eindimensionaler Theorie und dem Experiment. Die bei der eindimensionalen Theorie getroffenen Annahmen und Vereinfachungen zur Berechnung der Strömung werden nachfolgend dahingehen untersucht, in welchen Bereich der dimensionslosen Kennzahlen die eindimensionale Theorie gute Ergebnisse liefert. Die Einsatzgrenzen der eindimensionalen Theorie werden mit einer über die experimentellen Untersuchungen hinausgehenden Variation der dimensionslosen Kennzahlen ermittelt. Zur Beurteilung der Abbildungsgüte der eindimensionalen Theorie werden die Simulationsergebnisse der DSMC-Methode herangezogen und auf diesem Weg können erfolgreich Kriterien für die Einsatzgrenzen herausgearbeitet werden.	de
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/2003/40688
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.17877/DE290R-22546
dc.language.iso	de	de
dc.relation.ispartofseries	Schriftenreihe des Fachgebietes Fluidtechnik;5
dc.subject	Vakuumpumpen	de
dc.subject	Verdünnte Spaltströmung	de
dc.subject	DSMC-Methode	de
dc.subject	Eindimensionale Strömungsmodellierung	de
dc.subject	Experimentelle Untersuchung	de
dc.subject.ddc	620
dc.subject.ddc	670
dc.subject.rswk	Vakuumpumpe	de
dc.subject.rswk	Spaltströmung	de
dc.subject.rswk	Direct simulation Monte-Carlo-Methode	de
dc.subject.rswk	Couette-Strömung	de
dc.subject.rswk	Poiseuille-Strömung	de
dc.title	Verdünnte Strömumg in Spalten von Vakuumpumpen mit bewegter Berandung	de
dc.type	Text	de
dc.type.publicationtype	doctoralThesis	de
dcterms.accessRights	open access
eldorado.secondarypublication	true	de
eldorado.secondarypublication.primarycitation	Huck, Christopher. Verdünnte Strömung in Spalten von Vakuumpumpen mit bewegter Berandung. Berlin: Logos, 2020. Zugl.: Dortmund, Techn. Univ., Diss., 2020.	de
eldorado.secondarypublication.primaryidentifier	ISBN 9783832551575	de

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