Mathematische Modellierung und numerische Simulation der Vorgänge im Hochofen:
Gespeichert in:
1. Verfasser: | |
---|---|
Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Linz
Trauner
1995
|
Schriftenreihe: | Schriften der Johannes-Kepler-Universität Linz
Reihe C, Technik und Naturwissenschaften ; 12 |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | Zugl.: Linz, Univ., Diss., 1995 |
Beschreibung: | XI, 268 S. graph. Darst. |
ISBN: | 3853207421 |
Internformat
MARC
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INHALTSVERZEICHNIS
ABSTRACT
VII
ZUSAMMENFASSUNG
IX
VORWORT
XI
1
EINLEITUNG
1
1.1
DIE
BEDEUTUNG
DES
HOCHOFENPROZESSES
.
1
1.2
BESCHREIBUNG
DES
HOCHOFENPROZESSES
.
1
1.3
MODELLIERUNGSGRUNDSAETZE
.
3
1.4
MODELLE
IN
DER
LITERATUR
.
4
1.5
AUFBAU
DIESER
ARBEIT
.
5
2
MODELLIERUNG
7
2.1
MODULARER
AUFBAU
DES
MODELLS
.
7
2.2
FESTSTOFFSTROEMUNG
.
11
2.2.1
MODULBESCHREIBUNG
.
11
2.2.2
GLEICHUNGEN
.
11
2.2.2.1
NOTATION
.
11
2.2.2.2
DIE
MASSENBILANZGLEICHUNG
.
12
2.2.2.3
DIE
BEWEGUNGSGLEICHUNG
.
13
2.2.2.3.1
OBERHALB
DES
TOTEN
MANNES
.
13
2.2.2.3.2
IM
BEREICH
DES
TOTEN
MANNES
.
14
2.2.3
RANDBEDINGUNGEN
.
15
2.2.4
DIMENSIONSLOSE
FORM
DER
FESTSTOSSTROEMUNG
.
17
2.2.5
THEORETISCHE
RESULTATE
ZUR
FESTSTOFFSTROEMUNG
.
18
2.2.5.1
EXISTENZ
UND
EINDEUTIGKEIT
FUER
DIE
DREIDIMENSIONALE
GLEI
CHUNG
.
18
2.2.5.2
STABILITAET
FUER
DIE
DREIDIMENSIONALE
GLEICHUNG
.
23
2.2.5.3
EXISTENZ,
EINDEUTIGKEIT
UND
STABILITAET
FUER
DIE
ZYLINDERSYM
METRISCHE
GLEICHUNG
.
24
2.2.5.4
VERHALTEN
AN
DER
OFENACHSE
.
26
2.2.6
SCHNITTSTELLEN
FUER
DAS
MODUL
FESTSTOFFSTROEMUNG
.
27
II
2.2.6.1
INPUT
.
27
2.2.6.2
OUTPUT
.
27
2.3
GASSTROEMUNG
.
29
2.3.1
MODULBESCHREIBUNG
.
29
2.3.2
GLEICHUNGEN
.
29
2.3.2.1
GERICHTETE
POROSITAET
-
DIE
MODIFIZIERTE
ERGUN
GLEICHUNG
FUER
ANISOTROPE
MEDIEN
.
32
2.3.2.1.1
HERLEITUNG
.
32
2.3.2.1.2
DIE
ERGUN
GLEICHUNG
IN
ZYLINDERKOORDINATEN
.
35
2.3.2.1.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
36
2.3.2.2
DIE
PARTIELLE
DIFFERENTIALGLEICHUNG
FUER
DIE
STROMFUNKTION
.
36
2.3.2.3
DER
TYP
DER
ERGUN
GLEICHUNG
.
40
2.3.2.4
EINE
MODIFIZIERTE
VERSION
DER
ANISOTROPEN
ERGUN
GLEICHUNG
41
2.3.2.5
RANDBEDINGUNGEN
FUER
DIE
STROMFUNKTION
.
42
2.3.2.6
DIE
PARTIELLE
DIFFERENTIALGLEICHUNG
FUER
DEN
GASDRUCK
.
44
2.3.2.7
RANDBEDINGUNGEN
FUER
DEN
GASDRUCK
.
45
2.3.3
DIMENSIONSLOSE
FORMEN
DER
GASSTROEMUNG
.
46
2.3.3.1
DIMENSIONSLOSE
FORM
DER
ERGUN
GLEICHUNG
.
46
2.3.3.2
DIMENSIONSLOSE
FORM
DER
GLEICHUNG
FUER
DIE
STROMFUNKTION
47
2.3.3.3
SKALIERUNG
DER
MASSENQUELLEN
.
48
2.3.3.4
TYPISCHE
WERTE
.
48
2.3.4
THEORETISCHE
RESULTATE
ZUR
GASSTROEMUNG
.
49
2.3.4.1
EXISTENZ
UND
EINDEUTIGKEIT
.
49
2.3.4.2
STETIGE
ABHAENGIGKEIT
VON
DEN
MASSENQUELLEN
UND
DER
WINDMENGE
.
56
2.3.4.3
STETIGE
ABHAENGIGKEIT
VON
DEN
POROSITAETSPARAMETERA
.
57
2.3.5
SCHNITTSTELLEN
FUER
DAS
MODUL
GASSTROEMUNG
.
59
2.3.5.1
INPUT
.
59
2.3.5.2
OUTPUT
.
60
2.4
FLUESSIGKEITSSTROEMUNG
.
61
2.4.1
MODULBESCHREIBUNG
.
61
2.4.2
GLEICHUNGEN
.
61
2.4.2.1
BEWEGUNGSGLEICHUNG
.
61
2.4.2.2
WECHSELWIRKUNG
VON
GASSTROEMUNG
UND
FLUESSIGKEITSSTROEMUNG
63
2.4.3
SCHNITTSTELLEN
FUER
DAS
MODUL
FLUESSIGKEITSSTROEMUNG
.
64
2.4.3.1
INPUT
.
64
2.4.3.2
OUTPUT
.
64
2.5
CHEMIE
.
65
2.5.1
MODULBESCHREIBUNG
.
65
2.5.2
GRUNDLEGENDE
GLEICHUNGEN
.
65
2.5.2.1
ELEMENTE,
VERBINDUNGEN,
KONZENTRATIONEN
.
65
2.5.2.2
CHEMISCHE
REAKTIONEN
.
66
2.5.2.3
THERMODYNAMIK
CHEMISCHER
REAKTIONEN
.
67
III
2.5.2.4
GLEICHUNGEN
FUER
DAS
CHEMISCHE
GLEICHGEWICHT
.
69
2.5.3
UMFANG
DES
MODULS
CHEMIE
.
70
2.5.3.1
BETRACHTETE
ELEMENTE
.
70
2.5.3.2
BETRACHTETE
VERBINDUNGEN
(UND
PHASEN)
.
71
2.5.3.3
BETRACHTETE
REAKTIONEN
.
73
2.5.3.3.1
AUSTREIBUNG
DER
KOKS
UND
ERZFEUCHTE
.
73
2.S.3.3.2
KOKSVERGASUNG
.
73
2.5.3.3.3
REDUKTIONSREAKTIONEN
.
73
2.5.3.3.4
ABSCHMELZ
UND
LOESUNGSREAKTIONEN
.
74
2.5.3.3.5
REAKTIONEN
IM
UNTEROFEN
.
74
2.5.3.3.6
WASSERGASREAKTION
.
75
2.5.3.3.7
REAKTIONEN
DER
KREISLAUFKOMPONENTEN
.
75
2.5.3.3.8
LINEARE
ABHAENGIGKEITEN
.
75
2.5.4
GLEICHUNGEN
.
81
2.5.4.1
RANDBEDINGUNGEN
.
82
2.5.5
SKALIERUNG
DER
GLEICHUNGEN
FUER
DAS
MODUL
CHEMIE
.
83
2.5.5.1
DIMENSIONSLOSE
FORM
.
83
2.5.5.2
LOGARITHMISCHE
FORM
.
84
2.5.5.3
UMRECHNUNG
AUF
REFERENZZEIT
.
84
2.5.6
REAKTIONSRATEN
.
85
2.5.6.1
ABHAENGIG
MODELLIERTE
REAKTIONEN
.
85
2.5.6.2
AUSTREIBUNG
DER
KOKS
UND
ERZFEUCHTE
.
87
2.5.6.3
REAKTIONSRATEN
AUS
MATERIALTESTS
.
87
2.5.6.4
AUFLOESUNGSVERHALTEN
.
88
2.5.6.5
REAKTIONEN
IM
UNTEROFEN
.
89
2.5.6.6
WASSERGASREAKTION
.
93
2.5.6.6.1
AUSSERHALB
GLEICHGEWICHT
.
93
2.5.6.6.2
IM
GLEICHGEWICHT
.
94
2.5.6.7
REAKTIONEN
DER
KREISLAUFKOMPONENTEN
.
97
2.5.6.8
CHARAKTERISTISCHE
OBERFLAECHEN
.
98
2.5.6.8.1
SPEZIFISCHE
OBERFLAECHE
.
98
2.5.6.8.2
MITTLERER
DURCHMESSER
.
98
2.5.6.8.3
REAKTIONSOBERFLAECHEN
.
98
2.5.7
SCHNITTSTELLEN
FUER
DAS
MODUL
CHEMIE
.
100
2.5.7.1
INPUT
.
100
2.5.7.2
OUTPUT
.
101
2.6
TEMPERATUREN
.
103
2.6.1
MODULBESCHREIBUNG
.
103
2.6.2
GLEICHUNGEN
.
103
2.6.3
BERUECKSICHTIGUNG
VON
MATERIALDIFLFUSION,
WAERMELEITUNG
UND
WAERME
UEBERGAENGEN
105
2.6.4
AUFTEILUNG
DER
REAKTIONSENTHALPIE
AUF
DIE
PHASEN
.
106
2.6.5
DIMENSIONSLOSE
FORM
.
107
IV
2.6.6
THERMISCHE
PARAMETER
.
108
2.6.6.1
EFFEKTIVE
WAERMEUEBERGANGSZAHL
.
108
2.6.6.2
WAERMELEITFAEHIGKEIT
.
109
2.6.7
RANDBEDINGUNGEN
.
112
2.6.8
SCHNITTSTELLEN
FUER
DAS
MODUL
TEMPERATUREN
.
112
2.6.8.1
INPUT
.
112
2.6.8.2
OUTPUT
.
113
2.7
MATERIALWERTE
.
115
2.7.1
MODULBESCHREIBUNG
.
115
2.7.2
DICHTEN
.
115
2.7.3
LEERRAUMANTEILE,
PARTIKELDURCHMESSER
UND
FORMFAKTOR
.
115
2.7.4
SCHICHTDICKEN
UND
SCHICHTWINKEL
.
116
2.7.5
ENTHALPIEN
UND
SPEZIFISCHE
WAERMEN
.
116
2.7.6
VISKOSITAETEN,
BENETZUNGSWINKEL
UND
SCHMELZTEMPERATUR
.
116
2.7.7
PARAMETER
FUER
WAERMEUEBERGANG
.
116
2.7.8
RANDBEDINGUNGEN
.
117
2.8
GESAMTMODELL
.
119
2.8.1
ZUSAMMENFASSUNG
DER
GLEICHUNGEN
.
119
2.8.1.1
BEWEGUNGSGLEICHUNGEN
.
119
2.8.1.2
CHEMIE
.
121
2.8.1.3
WAERMEBILANZ
.
122
2.8.1.4
UEBERSICHT
.
122
2.8.2
LOESUNGSALGORITHMUS
.
124
3
BESTIMMUNG
DER
CHEMISCHEN
REAKTIONSPARAMETER
127
3.1
DIE
PARAMETER
DER
ERZREDUKTION
-
DER
OTHFRESEN-TEST
.
127
3.2
DIE
PARAMETER
DER
KOKSVERGASUNG
-
DER
NSC-TEST
.
131
3.3
DAS
ABSCHMELZVERHALTEN
-
DER
REAS
TEST
.
133
3.3.1
TESTBESCHREIBUNG
.
133
3.3.2
DIE
PHASENVERTEILUNGSFUNKTION
.
134
3.3.3
BESTIMMUNG
DER
PHASENVERTEILUNGSFUNKTION
AUS
DEM
REAS
TEST
.
.
134
3.3.4
BESTIMMUNG
DER
SCHMELZRATE
AUS
DER
PHASENVERTEILUNGSFUNKTION
.
.
136
4
NUMERISCHE
REALISIERUNG
139
4.1
EINLEITUNG
.
139
4.1.1
DIE
WAHL
DER
PROGRAMMIERSPRACHE
.
139
4.1.1.1
ABSTRAKTE
DATENTYPEN
UND
OBJEKTORIENTIERTE
PROGRAMMIE
RUNG
.
139
4.1.1.2
DIE
VORTEILE
VON
C++
.
143
4.1.1.3
DIE
NACHTEILE
VON
C++
.
145
4.1.1.4
WIESO
C++
UND
NICHT
FORTRAN
90?
.
146
4.1.1.5
DIE
KONTAINERKLASSENBIBLIOTHEK
OCL
.
148
4.1.2
NUMERISCHE
VERFAHREN
FUER
PARTIELLE
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN
.
149
V
4.1.2.1
DIFFERENZENVERFAHREN
UND
CHARAKTERISTIKENMETHODE
.
149
4.1.2.2
GEWICHTETE
RESIDUEN
.
150
4.1.2.3
FINITE
ELEMENTE
.
152
4.1.2.4
DER
ZUSAMMENHANG
ZWISCHEN
RITZ
VERFAHREN
UND
GALERKIN
VERFAHREN
.
153
4.1.3
DAS
GITTER
.
154
4.1.4
DIE
FORMFUNKTIONEN
.
156
4.2
NUMERISCHE
BEHANDLUNG
DER
FESTSTOFFSTROEMUNG
.
159
4.2.1
DIE
SUBDOMAIN
METHODE
FUER
DIE
FESTSTOFFSTROEMUNG
(OBERE
ZONE)
.
.
159
4.2.2
DIE
ANWENDUNG
DES
RITZ
VERFAHRENS
FUER
DIE
OBERE
ZONE
.
160
4.2.2.1
DIE
FORMFUNKTIONEN
VON
ZIENKIEWICZ
.
162
4.2.2.2
NOTATION
.
165
4.2.2.3
BERECHNUNG
DER
STEIFIGKEITSMATRIX
.
168
4.2.2.4
BERECHNUNG
DER
RECHTEN
SEITE
.
177
4.2.2.5
BERECHNUNG
DES
BEITRAGS
DES
RANDES
ZUR
RECHTEN
SEITE
.
.
178
4.2.2.6
BERUECKSICHTIGUNG
DER
NEBENBEDINGUNG
.
180
4.2.2.7
PRAKTISCHE
DURCHFUEHRUNG
.
180
4.2.3
ERGEBNISSE
FUER
DIE
FESTSTOFFSTROEMUNG
.
183
4.3
NUMERISCHE
BEHANDLUNG
DER
GASSTROEMUNG
.
187
4.3.1
DIE
WAHL
DES
VERFAHRENS
.
187
4.3.1.1
DIE
STROMFUNKTION
.
188
4.3.1.1.1
EXTREMALPRINZIP
FUER
DIE
STROMFUNKTION
.
188
4.3.1.1.2
VERHALTEN
ENTLANG
DER
OFENACHSE
.
192
4.3.1.2
DIE
LOESUNG
ALS
GESAMTSYSTEM
.
196
4.3.1.2.1
SYSTEM
VON
3
GLEICHUNGEN
.
196
4.3.1.2.2
SYSTEM
VON
2
GLEICHUNGEN
.
197
4.3.1.3
UMWANDLUNG
AUF
GLEICHUNG
FUER
DEN
DRUCK
.
198
4.3.1.3.1
EXTREMALPRINZIP
FUER
DIE
DRUCKGLEICHUNG
.
198
4.3.1.3.2
DIE
GESCHWINDIGKEIT
ALS
FUNKTION
DES
DRUCKS
.
.
199
4.3.1.4
VERGLEICHENDE
BEWERTUNG
.
200
4.3.2
DIE
METHODE
DER
FINITEN
ELEMENTE
FUER
DIE
GLEICHUNG
DER
STROMFUNKTION203
4.3.2.1
BERECHNUNG
DER
STEIFIGKEITSMATRIX
.
203
4.3.2.2
BERECHNUNG
DER
RECHTEN
SEITE
.
215
4.3.2.3
BERUECKSICHTIGUNG
DER
RANDBEDINGUNG
.
219
4.3.2.4
DIE
BERECHNUNG
DER
MASSENSTROMDICHTE
.
223
4.3.2.5
PRAKTISCHE
DURCHFUEHRUNG
.
223
4.3.2.5.1
INITIALISIERUNG
.
223
4.3.2.5.2
LOESEN
DER
NICHTLINEAREN
GLEICHUNG
.
224
4.3.2.5.3
LOESEN
DER
LINEARISIERTEN
GLEICHUNG
.
225
4.3.2.6
DIE
BERECHNUNG
DES
DRUCKS
.
227
4.3.2.7
NUMERISCHE
ERGEBNISSE
.
228
4.4
UEBERLEGUNGEN
ZUR
NUMERISCHEN
BERECHNUNG
DER
CHEMISCHEN
REAKTIONEN
UND
THERMISCHEN
VORGAENGE
.
233
VI
4.4.1
EINLEITUNG
.
233
4.4.2
DAS
VERFAHREN
VON
WHITE
ZUR
BERECHNUNG
DES
CHEMISCHEN
GLEICHGE
WICHTS
.
233
4.4.3
GLEICHUNGEN
.
235
4.4.4
CHARAKTERISTIKENMETHODE
.
237
4.4.5
GEWICHTETE
RESIDUEN
.
239
4.4.5.1
HERLEITUNG
.
239
4.4.5.2
SUKZESSIVE
APPROXIMATION
.
241
4.4.5.3
NEWTON
VERFAHREN
.
241
4.4.5.3.1
VEREINFACHUNG
DES
NEWTON
VERFAHRENS
.
242
4.4.5.3.2
GRUPPIERUNG
DER
REAKTIONEN
.
243
4.4.5.3.3
DIE
KOHAESIVE
ZONE
.
243
4.5
AUSBLICK
AUF
DAS
GESAMTMODELL
.
245
A
ANHANG
247
A.L
NOTATION
.
247
A.1.1
LATEINISCHE
BUCHSTABEN
.
247
A.1.2
GRIECHISCHE
BUCHSTABEN
.
253
A.1.3
INDIZES
UND
AKZENTE
.
255
A.
1.3.1
HOCHGESTELLTE
INDIZES
.
255
A.1.3.2
TIEFGESTELLTE
INDIZES
.
256
A.1.3.3
AKZENTE
.
256
A.L.
4
SONSTIGE
SYMBOLE
.
256
TABELLENVERZEICHNIS
.
256
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
.
257
LITERATURVERZEICHNIS
.
258
INDEX
.
264
LEBENSLAUF
.
269 |
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