Unter Thermoschock versteht man die schnelle, schockartige Veränderung der Temperatur eines Materials oder Werkstücks. Dies führt zu mechanischen Spannungen zwischen dem äußeren und inneren Teil des Materials, da sich die Wärme an der Oberfläche schneller übertragen bzw. abführen lässt als im Inneren. Übersteigen die so entstehenden Spannungen einen kritischen Wert, kommt es zur Schädigung des Materials.

 

Merkle & Partner berechnet die transienten Temperaturfelder anhand von CFD-Analysen (Berechnung der Wärmeübergangswerte) oder FEM-Analysen (Verwendung von gemittelten Wärmeübergangswerten z.B. aus dem VDI-Wärmeatlas) und bestimmt die transienten Spannungsverläufe anhand einer nachgeschalteten, thermomechanischen Analyse TMA (thermoelastisch oder thermoplastisch).

Jegliche Arten von nichtlinearem Verhalten (z.B. Temperaturabhängigkeit der Werkstoffkennwerte, Kontakt, Strahlung) können dabei berücksichtigt werden.

Anwendungsgebiete Thermoschock

  • bei heißen Bauteilen beim Kontakt mit kalten Medien
    (LNG-Verladung, Abgasanlage beim Durchfahren einer Pfütze)
  • kalten Bauteilen mit heißen Medien
    (Pumpen)
  • Reinigung von Wärmetauschern mit kaltem Wasser
  • Verdampfung von Wassertröpfchen an Brennkammern
  • usw.

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Stefan Merkle
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