Allgemein muss ein Notfall-Anästhesiegerät im Ernstfall schnell und zuverlässig Anästhesiegas in ausreichender Menge zur Verfügung stellen. Bei einem thermisch getriebenen Transport des Gases wird der Druck durch teilweises Verdampfen der Flüssigkeit in einem geschlossenen Tank aufgebaut.

Ziel - Für das Design des Notfall-Anästhesiegeräts ist es wichtig, die erforderlichen Betriebsbedingungen sehr schnell zu erreichen. Gleichzeitig muss die Betriebstemperatur so gewählt werden, dass das kritische Niveau für organische Komponenten nicht überschritten wird.

Methode - Die numerischen Strömungsmodelle beinhalten den komplexen Vorgang des Verdampfens und berücksichtigen den Übergang der Verdampfungswärme sowie die Wärmeleitung in den Wänden. Der Druckanstieg im geschlossenen System durch das Dampfvolumen wird ebenso simuliert wie die Änderung der Flüssigkeitseigenschaften mit veränderlichen Druck- und Temperaturbedingungen. Auch die auftretenden Kondensationsprozesse des Dampfes an der kalten Wand werden im Systemdruck erfasst.

Im Ergebnis können unsere Simulationsmodelle die komplexen Vorgänge des unterkühlten Siedens wiedergeben und liefern beispielsweise detaillierte Temperaturverteilungen auf den Wänden und in der Flüssigkeit. Sie bieten eine zuverlässige Entscheidungshilfe bei der  Auswahl und Optimierung des Designs. Die Simulationsergebnisse wurden mit Hilfe von Experimenten validiert.

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