Der Einfluss der Rotation auf die Strömung und den Wärmetransport im turbulent durchströmten Ringspalt zwischen zwei rotierenden Wellen:
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INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
1
EINLEITUNG
1
2
STROEMUNG
UND
WAERMEUEBERTRAGUNG
IM
AXIAL
DURCBSTROEMTEN
RINGSPALT
3
2.1
DIE
TURBULENTE
AXIALSTROEMUNG
OHNE
ROTATION
3
2.2
DER
EINFLUSS
EINER
ROTIERENDEN
INNENWELLE
6
2.3
STROEMUNG
UND
WAERMEUEBERTRAGUNG
ZWISCHEN
VONEINANDER
UNABHAENGIG
ROTIERENDEN
WELLEN
11
3
TURBULENZMODELLIERUNG
FUER
DRALLBEHAFTETE
STROEMUNGEN
14
3.1
MISCHUNGSWEG-MODELLE
15
3.2
K-E-MODELLE
16
3.3
REYNOLDS-SPANNUNGS-MODELLE
19
4
HERLEITUNG
DES
MATHEMATISCHEN
MODELLS
ZUR
BERECHNUNG
DER
STROEMUNG
UND
DES
WAERMETRANSPORTES
IM
EINLAUFBEREICH
DES
RINGSPALTES
29
4.1
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
IN
TENSORNOTATION
30
4.1.1
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN
30
4.1.2
ENERGIEERHALTUNGSGLEICHUNG
32
4.1.3
TRANSPORTGLEICHUNGEN
DER
REYNOLDS-SPANNUNGEN
34
4.1.4
TRANSPORTGLEICHUNGEN
DER
TURBULENTEN
WAERMESTROEME
37
4.2
TRANSFORMATION
DER
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
IN
EIN
ZYLINDRISCHES
KOORDINATENSYSTEM
41
4.2.1
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN
44
4.2.2
ENERGIEERHALTUNGSGLEICHUNG
47
4.2.3
TRANSPORTGLEICHUNGEN
DER
REYNOLDS-SPANNUNGEN
48
4.2.4
TRANSPORTGLEICHUNG
DER
TURBULENTEN
WAERMESTROEME
59
4.2.5
RANDBEDINGUNGEN
DER
ERHALTUNGS
UND
TRANSPORTGLEICHUNGEN
62
4.2.6
DIMENSIONSLOSE
GROESSEN
67
4.2.7
BERECHNUNG
DER
NUSSELTZAHL
68
5
NUMERISCHES
VERFAHREN
71
5.1
DAS
PRINZIP
DES
FINITE-VOLUMEN-VERFAHRENS
71
5.2
ANWENDUNG
DES
FINITE-VOLUMEN-VERFAHRENS
AUF
DIE
UNTERSUCHTE
STROEMUNGSFORM
72
5.3
APPROXIMATION
DER
KONVEKTIVEN
UND
DIFFUSIVEN
FLUESSE
AUF
DEM
HAUPTGITTER
75
5.4
APPROXIMATION
DER
KONVEKTIVEN
UND
DIFFUSIVEN
FLUESSE
AUF
DEM
NEBENGITTER
76
5.5
APPROXIMATION
DER
RANDBEDINGUNGEN
77
5.6
ITERATIVE
LOESUNG
DES
LINEAREN
GLEICHUNGSSYSTEMS
78
6
AUFBAU
DER
VERSUCHSANLAGE
UND
DURCHFUEHRUNG
DER
EXPERIMENTELLEN
UNTERSUCHUNG
81
6.1
AUFBAU
DER
VERSUCHSANLAGE
82
6.2
DIE
MESSVERFAHREN
84
6.2.1
DRUCK
UND
DURCHFLUSSMESSUNG
85
6.2.2
TEMPERATURMESSUNG
85
6.2.3
GESCHWINDIGKEITSMESSUNG
85
6.3
VERSUCHSDURCHFUEHRUNG
90
7
ERGEBNISSE
DER
NUMERISCHEN
BERECHNUNG
UND
DER
VERGLEICH
MIT
MESSUNGEN
91
7.1
DIE
ENTWICKLUNG
DER
STROEMUNG
UND
DES
WAERMETRANSPORTES
BEI
GLEICH
UND
GEGENSINNIGER
ROTATION
DER
WELLEN
92
7.2
VERGLEICH
ZWISCHEN
NUMERISCHEN
BERECHNUNGEN
UND
MESSUNGEN
FUER
DAS
RADIENVERHAELTNIS
K
=
0.86
BEI
EINER
DURCHFLUSS-REYNOLDSZAHL
RE
X
=
10000
102
7.2.1
ROTIERENDE
INNENWELLE
103
7.2.2
ROTIERENDE
AUSSENWELLE
106
7.2.3
GLEICHSINNIGE
ROTATION
BEIDER
WELLEN
109
7.2.4
GEGENSINNIGE
ROTATION
BEIDER
WELLEN
114
7.2.5
DER
WAERMEUEBERGANG
UND
DER
DRUCKVERLUST
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
DEN
ROTATIONSZAHLEN
DER
BEIDEN
WELLEN
117
73
NUMERISCHE
UND
EXPERIMENTELLE
ERGEBNISSE
FUER
DAS
RADIENVERHAELTNIS
K
=
0.86
BEI
VERSCHIEDENEN
AXIALEN
REYNOLDSZAHLEN
RE,
121
7.3.1
NICHT-ROTIERENDER
RINGSPALT
121
7.3.2
GLEICHSINNIGE
ROTATION
BEIDER
WELLEN
124
7.3.3
GEGENSINNIGE
ROTATION
BEIDER
WELLEN
127
7.3.4
DRUCKVERLUST
UND
WAERMEUEBERGANG
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
DEN
ROTATIONSZAHLEN
DER
BEIDEN
WELLEN
129
7.4
DER
EINFLUSS
DES
RADIENVERHAELTNISSES
K
AUF
DIE
STROEMUNG
UND
DEN
WAERMETRANSPORT
132
7.4.1
DER
VERGLEICH
ZWISCHEN
MESSUNGEN
VON
HIRAI
ET
AL.
(1986)
UND
EIGENEN
BERECHNUNGEN
FUER
DAS
RADIENVERHAELTNIS
K
0.56
BEI
ROTIERENDER
INNENWELLE
132
7.4.2
NICHT-ROTIERENDER
RINGSPALT
135
7.4.3
ROTIERENDE
AUSSENWELLE
137
7.4.4
GEGENSINNIGE
ROTATION
BEIDER
WELLEN
140
7.4.5
DER
WAERMEUEBERGANG
UND
DER
DRUCKVERLUST
IN
ABHAENGIGKEIT
VON
DEN
ROTATIONSZAHLEN
DER
BEIDEN
WELLEN
142
8
ZUSAMMENFASSUNG
146
LITERATURVERZEICHNIS
147
LEBENSLAUF |
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