Industrie, Forschungsinstitute und Universitäten, wie Halbleiterindustrie, Großforschungsanlagen (GSI Darmstadt, CERN ...) aber auch mittelständische Unternehmen

Das ILK Dresden entwickelt kryogene Kälteanlagen für Forschung und Industrie. Die Kältebereitstellung erfolgt je nach Anwendung mit flüssigem Stickstoff, Helium oder aktiven Kälteanlagen – bevorzugt mit natürlichen Kältemitteln wie Luft. So entstehen effiziente Lösungen bis in den Tieftemperaturbereich.

Die Auslegung tiefkalter Anlagen erfordert ein präzises Verständnis von Wärmeübertragung, Strömung, Phasenwechsel und instationären Temperaturverläufen. Gerade bei kryogenen Anwendungen treten hohe Temperaturdifferenzen, temperaturabhängige Stoffwerte, Strahlungswärmeübergang, Druckverluste und kritische Siedezustände gleichzeitig auf. Das ILK Dresden nutzt hierfür analytische Berechnungen, numerische Simulationen (CFD) mit ANSYS Fluent und experimentelle Validierung, um komplexe thermische Prozesse sicher und effizient auszulegen. Ein wichtiger Schwerpunkt ist die CFD-gestützte Optimierung von Strömungs- und Temperaturverteilungen. Bei thermischen Schilden für Weltraumsimulationskammern werden beispielsweise großflächige Wärmeübertragerplatten mit wenigen Millimetern Kanalhöhe, komplexen Schweißpunktgeometrien und stark variierenden Randbedingungen untersucht. Die Simulation hilft, Strömungspfade zu bewerten, Druckverluste zu reduzieren, lokale Temperaturabweichungen zu erkennen und die Homogenität der Temperierung zu verbessern. Die Berechnung wird dabei bei Bedarf mit Messdaten abgeglichen. Druckverlustmessungen, Temperaturverläufe und Leistungsdaten aus realen Anlagen dienen dazu, Simulationsmodelle zu validieren und konstruktive Varianten belastbar zu bewerten. So entstehen robuste Lösungen für Anwendungen in Forschung und Industrie – von Weltraumsimulationskammern über Wolkenkammern bis hin zu supraleitenden Systemen und kryogenen Wärmeübertragern.