Lichtbogensimulation für Niederspannungsschaltgeräte:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Fraunhofer-Verl.
2009
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 DER LICHTBOGEN IN
NIEDERSPANNUNGSLEISTUNGSSCHALTEM 2 1.2 LITERATURUEBERSICHT ZUR
LICHTBOGENMODELLIERUNG 3 1.2.1 MODELLE FUER DAS SCHALTVERHALTEN 3 1.2.2
EINFACHE MODELLE FUER DAS LICHTBOGENLAUFVERHALTEN 5 1.2.3
MEHRDIMENSIONALE MODELLE DES LICHTBOGENS 5 1.3 ZIEL DER ARBEIT 11 2
PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DER MODELLIERUNG 13 2.1 ANNAHMEN UND
VEREINFACHUNGEN 13 2.1.1 LOKALES THERMODYNAMISCHES GLEICHGEWICHT 13
2.1.2 GRAVITATIONSKRAEFTE 14 2.1.3 TURBULENZ 14 2.1.4 TRANSIENTE
ELEKTROMAGNETISCHE EFFEKTE 16 2.1.5 RAUMLADUNGEN 18 2.1.6
THERMOELEKTRISCHER THOMSON-EFFEKT 18 2.2 BILANZGLEICHUNGEN ZUR LOESUNG
DES STROEMUNGSPROBLEMS 19 2.2.1 MASSENERHALTUNG 20 2.2.2 IMPULSERHALTUNG
20 2.2.3 ENERGIEERHALTUNG 23 2.3 MAXWELLSCHE GLEICHUNGEN 24 2.4
MATERIALMODELL DES PLASMAS 27 2.4.1 GLEICHGEWICHTSZUSAMMENSETZUNG 27
2.4.2 DICHTE 30 2.4.3 ENTHALPIE UND WAERMEKAPAZITAET 31 2.4.4 ELEKTRISCHE
LEITFAEHIGKEIT 33 2.4.5 THERMISCHE LEITFAEHIGKEIT 34 2.4.6 VISKOSITAET 34 3
DAS SIMULATIONSSYSTEM 36 3.1 LOESUNG DER STROEMUNGSGLEICHUNGEN 36 3.1.1
NUMERISCHE VERFAHREN 36 3.1.2 IMPLEMENTIERUNG DES MATERIALMODELLS IN
FLUENT 39 3.1.3 RANDBEDINGUNGEN 41 3.2 LOESUNG DER ELEKTROMAGNETISCHEN
GLEICHUNGEN 43 3.2.1 NUMERISCHE VERFAHREN 43 3.2.2 MATERIALPARAMETER 45
3.2. BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/996000461
DIGITALISIERT DURCH VI 3.3.2 KOPPLUNGSALGORITHMEN UND KOPPLUNGSKRITERIEN
50 4 MODELLIERUNG DER STRAHLUNG 55 4.1 GRUNDLAGEN 55 4.1.1
ELEMENTARPROZESSE 55 4.1.2 STRAHLUNGSTRANSPORTGLEICHUNG 57 4.2
STRAHLUNGSMODELLE 60 4.2.1 NETTOEMISSIONSKOEFFIZIENT 61 4.2.2 DAS
P^MODELL 62 4.2.3 DAS DISKRETE-ORDINATEN MODELL 65 4.3 LITERATURANGABEN
ZUM ABSORPTIONSKOEFFIZIENT DER LUFT 65 4.4 VERIFIKATION DES NICHT-GRAUEN
P]-MODELLS 69 4.4.1 DER WANDSTABILISIERTE LICHTBOGEN 69 4.4.2 DER FREI
BRENNENDE LICHTBOGEN 74 4.4.3 DER KONVEKTIONSSTABILISIERTE LICHTBOGEN 79
5 EINFLUSS UNTERSCHIEDLICHER MATERIALPARAMETER 84 5.1 VERGLEICH
AUSGEWAEHLTER MATERIALWERTE 84 5.2 BERECHNUNGSMODELL 86 5.3 EINFLUSS DER
ELEKTRISCHEN LEITFAEHIGKEIT 88 5.4 EINFLUSS DER THERMISCHEN LEITFAEHIGKEIT
91 5.5 EINFLUSS DER VISKOSITAET 92 5.6 BERECHNUNG MIT DEM VOLLSTAENDIGEN
SATZ AN MATERIALWERTEN .... 93 5.7 EINFLUSS DER DISKRETISIERUNG 93 6
MODELLIERUNG DER PLASMA-ELEKTRODE-RANDSCHICHT 96 6.1 ENERGIEBILANZ AM
FUSSPUNKT 96 6.1.1 BERECHNUNG DER QUELLTERME 96 6.1.2 EINDIMENSIONALE
TRANSIENTE WAERMELEITUNGSGLEICHUNG 98 6.2 IMPLEMENTIERUNG DER
FALLSPANNUNGEN IM FE-MODELL 100 7 VERDAMPFUNG UND TRANSPORT VON
ELEKTRODENMATERIAL 105 7.1 BESTIMMUNG DER EROSIONSRATEN 105 7.1.1
LITERATURANGABEN 105 7.1.2 BERECHNUNG DER EROSION MIT EINEM
EINDIMENSIONALEN MODELL 108 7. VII 7.4.3 ELEKTRISCHE LEITFAEHIGKEIT 118
7.4.4 THERMISCHE LEITFAEHIGKEIT 118 7.4.5 VISKOSITAET 119 7.4.6 WEITERE
ABGELEITETE GROESSEN 120 7.5 BERUECKSICHTIGUNG VON METALLDAMPF IM
STRAHLUNGSMODELL 121 8 BERECHNUNGEN ZUR VERIFIKATION 125 8.1 TRANSIENTE
SIMULATION EINES FREI BRENNENDEN LICHTBOGENS 125 8.1.1 MESSAUFBAU 125
8.1.2 EXPERIMENTELLE ERGEBNISSE IN DER HOCHSTROMPHASE 127 8.1.3
SIMULATIONSMODELL UND RANDBEDINGUNGEN 127 8.1.4 VERGLEICH VON MESSUNG
UND SIMULATION IN DER HOCHSTROM- PHASE 130 8.1.5 VERGLEICH VON MESSUNG
UND SIMULATION NACH STROMNULL . . . 137 8.1.6 FAZIT ZU DEN BERECHNUNGEN
AM FREI BRENNENDEN BOGEN . . . 141 8.2 TRANSIENTE SIMULATION DES
LAUFENDEN LICHTBOGENS 142 8.2.1 PRUEFKREIS UND VERSUCHSMODELL 142 8.2.2
SIMULATIONSMODELL 144 8.2.3 ERGEBNISSE 146 8.2.4 FAZIT ZU DEN
BERECHNUNGEN AM LAUFENDEN LICHTBOGEN .... 159 9 ZUSAMMENFASSUNG UND
AUSBLICK 160 FORMELZEICHEN UND ABKUERZUNGEN 166 ABBILDUNGSVERZEICHNIS 173
TABELLENVERZEICHNIS 177 LITERATURVERZEICHNIS 179 ANHANG 191 ANHANG 1:
FE-ANSATZ DES MAGNETISCHEN VEKTORPOTENTIALS 191 ANHANG 2: NUMERISCHE
LOESUNG DER ID-WAERMELEITUNGSGLEICHUNG . . . . 195 ANHANG 3: ANALYTISCHE
LOESUNG DES ZWEI-PHASEN STEFAN-PROBLEMS . . . 199 ANHANG 4: VERIFIKATION
DES 1D-MODELLS DER WAERMELEITUNG 201 ANHANG 5: LEITWERTMATRIZEN DER
RANDSCHICHTELEMENTE 203 THESE
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