Modellierung, Charakterisierung und Verbesserung von Strömungsfeldern für Vanadium-Redox-Flow-Batterien:
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| Format: | Thesis Book |
| Language: | German |
| Published: |
Clausthal-Zellerfeld
Papierflieger
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | Getr. Zählung 21 cm x 15 cm, 450 g |
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INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
.
1
2.
GRUNDLAGEN
UND
STAND
DES
WISSENS
.
5
2.1
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
.
5
2.1.1
ELEKTROCHEMISCHE
VERFAHRENSTECHNIK
.
5
2.1.2
STOFFTRANSPORT
.
9
2.1.3
VERWEILZEIT
.
12
2.1.4
NUMERISCHE
STROEMUNGSMECHANIK
.
15
2.1.5
STATISTISCHE
VERSUCHSPLANUNG
.
19
2.2
STAND
DES
WISSENS
.
22
2.2.1
ENERGIESPEICHER
.
23
2.2.2
REDOX-FLOW-BATTERIE
.
23
2.2.3
VANADIUM-REDOX-FLOW-BATTERIE
.
25
2.2.4
ELEKTRODENBESCHREIBUNG
.
27
2.2.5
STROEMUNGSFELDER
.
31
2.2.6
KOSTEN
EINES
VFB-SYSTEMS
.
37
2.2.7
CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN
.
39
3.
MODELL
UND
VERSUCHSAUFBAU
.
41
3.1
CFD-MODELL
.
41
3.1.1
MODELLAUFBAU
.
41
3.1.2
VERNETZUNG
.
44
3.1.3
GRUNDMODELLE
.
47
3.1.4
STOFFTRANSPORT
.
49
3.1.5
VERWEILZEIT
.
50
3.2
VARIATION
UND
AUSLEGUNG
VON
STROEMUNGSFELDERN
.
51
3.2.1
VORGEHENSWEISE
BEI
UNTERSUCHUNG
DER
STROEMUNGSFELDER
.
52
3.2.2
DEFINITION
DER
KOSTENFUNKTION
.
56
3.2.3
EINFLUSS
DES
STROEMUNGSFELDES
AUF
VERWEILZEITVERTEILUNG
.
66
3.3
PARAMETERAUSWAHL
UND
EFFEKTE
.
67
3.3.1
PARAMETERAUSWAHL
.
68
3.3.2
VERSUCHSPLAN
UND
BERECHNUNG
DER
EFFEKTDIAGRAMME
.
71
3.3.3
AUSWAHL
ANOVA
UND
BEWERTUNG
DER
EFFEKTGROESSE
.
72
3.4
EXPERIMENTELLE
CHARAKTERISIERUNG
.
73
3.4.1
OPTISCHE
MESSUNGEN
.
74
3.4.2
VOLLZELLCHARAKTERISIERUNG
.
80
3.4.3
HYDRODYNAMISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
84
3.4.4
ELEKTROCHEMISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
94
4.
MODELLBASIERTE
UND
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
.
101
4.1
ANALYSE
VON
STROEMUNGSFELDERN
.
101
4.1.1
DURCHSTROEMUNG
MIT
STROEMUNGSFELD
.
102
4.1.2
VARIATION
DER
STROEMUNGSFELDER
.
108
4.1.3
GESAMTKOSTEN
FUER
DAS
VFB
SYSTEM
.
118
4.1.4
VERWEILZEITVERHALTEN
UND
TOTVOLUMINA
.
126
4.2
PARAMETERSTUDIE
DER
ZENTRALEN
MODELLPARAMETER
.
133
4.2.1
EFFEKTDIAGRAMME
.
134
4.2.2
ANOVA
.
137
4.2.3
EFFEKTGROESSE
.
141
4.3
MODELLVALIDIERUNG
ANHAND
VON
EXPERIMENTELLEN
MESSERGEBNISSEN
.
144
4.3.1
VALIDIERUNG
DER
STROEMUNGSVERTEILUNG
-
OPTISCHE
MESSUNGEN
.
145
4.3.2
VALIDIERUNG
DES
HYDRODYNAMISCHEN
VERHALTENS
.
151
4.3.3
VALIDIERUNG
DES
ELEKTROCHEMISCHEN
VERHALTENS
.
165
5.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
179
ANHANG
.
I
A.1
RANDBEDINGUNGEN
CFD-MODELL
.
I
A.2
EXTRAPOLIERTER
RELATIVER
FEHLER
DURCH
RECHENNETZ
.
II
A.3
PARAMETERDIAGRAMM
.
IV
A.4
SCHMIDT-ZAHL
BEI
OPTISCHEN
MESSUNGEN
.
V
A.5
PARAMETER
POROESES
ELEKTRODENFILZ
.
V
A.6
DRUCKMESSUNG
JE
HALBZELLE
MIT
FEHLERBALKEN
.
VI
II
A.7
EINFLUSS
KANALLAENGE
AUF
SIMULATIONSERGEBNIS
.
VII
A.8
ANFANGSBEDINGUNGEN
CFD-MODELL
.
IX
A.9
ELEKTROLYTTEMPERATUR
BEI
POLARISATIONSKURVE
.
X
A.10
VERWEILZEITSUMMENVERTEILUNG
.
XII
A.11
SIMULATIONSERGEBNISSE
PARAMETERSTUDIE
.
XIII
A.12
ERGEBNISSE
STROEMUNGSFELD
ABHAENGIGE
DRUCKDIFFERENZEN
.XVIII
A.13
ERGEBNISSE
OPTIMIERUNG
HYDRODYNAMISCHE
EINDRINGTIEFE
.XXVI
A.14
ERGEBNISSE
ELEKTROCHEMISCHE
VOLLZELLMESSUNGEN
.XXXI
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
.XXXIX
SYMBOLVERZEICHNIS
.
XLI
LITERATURVERZEICHNIS
.
XL
VII
III |
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
1.
EINLEITUNG
.
1
2.
GRUNDLAGEN
UND
STAND
DES
WISSENS
.
5
2.1
THEORETISCHE
GRUNDLAGEN
.
5
2.1.1
ELEKTROCHEMISCHE
VERFAHRENSTECHNIK
.
5
2.1.2
STOFFTRANSPORT
.
9
2.1.3
VERWEILZEIT
.
12
2.1.4
NUMERISCHE
STROEMUNGSMECHANIK
.
15
2.1.5
STATISTISCHE
VERSUCHSPLANUNG
.
19
2.2
STAND
DES
WISSENS
.
22
2.2.1
ENERGIESPEICHER
.
23
2.2.2
REDOX-FLOW-BATTERIE
.
23
2.2.3
VANADIUM-REDOX-FLOW-BATTERIE
.
25
2.2.4
ELEKTRODENBESCHREIBUNG
.
27
2.2.5
STROEMUNGSFELDER
.
31
2.2.6
KOSTEN
EINES
VFB-SYSTEMS
.
37
2.2.7
CHARAKTERISIERUNGSMETHODEN
.
39
3.
MODELL
UND
VERSUCHSAUFBAU
.
41
3.1
CFD-MODELL
.
41
3.1.1
MODELLAUFBAU
.
41
3.1.2
VERNETZUNG
.
44
3.1.3
GRUNDMODELLE
.
47
3.1.4
STOFFTRANSPORT
.
49
3.1.5
VERWEILZEIT
.
50
3.2
VARIATION
UND
AUSLEGUNG
VON
STROEMUNGSFELDERN
.
51
3.2.1
VORGEHENSWEISE
BEI
UNTERSUCHUNG
DER
STROEMUNGSFELDER
.
52
3.2.2
DEFINITION
DER
KOSTENFUNKTION
.
56
3.2.3
EINFLUSS
DES
STROEMUNGSFELDES
AUF
VERWEILZEITVERTEILUNG
.
66
3.3
PARAMETERAUSWAHL
UND
EFFEKTE
.
67
3.3.1
PARAMETERAUSWAHL
.
68
3.3.2
VERSUCHSPLAN
UND
BERECHNUNG
DER
EFFEKTDIAGRAMME
.
71
3.3.3
AUSWAHL
ANOVA
UND
BEWERTUNG
DER
EFFEKTGROESSE
.
72
3.4
EXPERIMENTELLE
CHARAKTERISIERUNG
.
73
3.4.1
OPTISCHE
MESSUNGEN
.
74
3.4.2
VOLLZELLCHARAKTERISIERUNG
.
80
3.4.3
HYDRODYNAMISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
84
3.4.4
ELEKTROCHEMISCHE
CHARAKTERISIERUNG
.
94
4.
MODELLBASIERTE
UND
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
.
101
4.1
ANALYSE
VON
STROEMUNGSFELDERN
.
101
4.1.1
DURCHSTROEMUNG
MIT
STROEMUNGSFELD
.
102
4.1.2
VARIATION
DER
STROEMUNGSFELDER
.
108
4.1.3
GESAMTKOSTEN
FUER
DAS
VFB
SYSTEM
.
118
4.1.4
VERWEILZEITVERHALTEN
UND
TOTVOLUMINA
.
126
4.2
PARAMETERSTUDIE
DER
ZENTRALEN
MODELLPARAMETER
.
133
4.2.1
EFFEKTDIAGRAMME
.
134
4.2.2
ANOVA
.
137
4.2.3
EFFEKTGROESSE
.
141
4.3
MODELLVALIDIERUNG
ANHAND
VON
EXPERIMENTELLEN
MESSERGEBNISSEN
.
144
4.3.1
VALIDIERUNG
DER
STROEMUNGSVERTEILUNG
-
OPTISCHE
MESSUNGEN
.
145
4.3.2
VALIDIERUNG
DES
HYDRODYNAMISCHEN
VERHALTENS
.
151
4.3.3
VALIDIERUNG
DES
ELEKTROCHEMISCHEN
VERHALTENS
.
165
5.
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
.
179
ANHANG
.
I
A.1
RANDBEDINGUNGEN
CFD-MODELL
.
I
A.2
EXTRAPOLIERTER
RELATIVER
FEHLER
DURCH
RECHENNETZ
.
II
A.3
PARAMETERDIAGRAMM
.
IV
A.4
SCHMIDT-ZAHL
BEI
OPTISCHEN
MESSUNGEN
.
V
A.5
PARAMETER
POROESES
ELEKTRODENFILZ
.
V
A.6
DRUCKMESSUNG
JE
HALBZELLE
MIT
FEHLERBALKEN
.
VI
II
A.7
EINFLUSS
KANALLAENGE
AUF
SIMULATIONSERGEBNIS
.
VII
A.8
ANFANGSBEDINGUNGEN
CFD-MODELL
.
IX
A.9
ELEKTROLYTTEMPERATUR
BEI
POLARISATIONSKURVE
.
X
A.10
VERWEILZEITSUMMENVERTEILUNG
.
XII
A.11
SIMULATIONSERGEBNISSE
PARAMETERSTUDIE
.
XIII
A.12
ERGEBNISSE
STROEMUNGSFELD
ABHAENGIGE
DRUCKDIFFERENZEN
.XVIII
A.13
ERGEBNISSE
OPTIMIERUNG
HYDRODYNAMISCHE
EINDRINGTIEFE
.XXVI
A.14
ERGEBNISSE
ELEKTROCHEMISCHE
VOLLZELLMESSUNGEN
.XXXI
ABKUERZUNGSVERZEICHNIS
.XXXIX
SYMBOLVERZEICHNIS
.
XLI
LITERATURVERZEICHNIS
.
XL
VII
III |
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