Thermoakustische Oszillationen in Wasserstoffsystemen

Wasserstoff könnte in der Zukunft neben den klassischen und den neuen synthetischen Energieträgern eine wichtige Rolle spielen. Vor seiner Umwandlung in eine der verschiedenen Energieformen steht jedoch eine möglichst verlustarme Speicherung. Für große Speichervolumina kann die flüssige Phase bei einer Temperatur von ca. 25 K eine attraktive Möglichkeit darstellen, wenn unerwünschte Wärmeströme zum kalten Wasserstoff auf ein Minimum reduziert werden. Einer dieser Wärmeströme kann durch die aus der Heliumtechnik bekannten thermoakustischen Oszillationen verursacht werden. Ziel dieser Arbeit ist es, die Relevanz der thermoakustischen Oszillationen für die Speicherung von Wasserstoff zu untersuchen. Dazu wird eine allgemein gültige Theorie zur Berechnung der Oszillationen auf Wasserstoff angewandt und die Grenze zwischen angeregter und gedämpfter Schwingung gefunden. So werden für verschiedene Rohrkonfigurationen Stabilitätsdiagramme erstellt, aus denen die Schwingungsneigung und -frequenz eines Rohres abzulesen ist. In umfangreichen Versuchsreihen wird das Verhalten verschiedener Rohre untersucht und die Theorie zur Berechnung des Stabilitätsverhaltens als hervorragendes Mittel zur Vorhersage des Rohrverhaltens bestätigt.