Systemmodell der induktiven Erwärmung fließfähiger Nahrungsmittel:
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1995
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INHALT:
SYSTEMMODELL
DER
INDUKTIVEN
ERWAERMUNG
FLIESSFAEHIGER
NAHRUNGSMITTEL
1
EINLEITUNG
1
1.1
VERFAHREN
ZUR
THERMISCHEN
HALTBARMACHUNG
1
1
.2
INDUKTIVE
ERWAERMUNG
ALS
NEUES
VERFAHRENSKONZEPT
3
1.3
VORGEHENSWEISE
BEI
DER
SYSTEMMODELLIERUNG
4
2
WIRKUNG
MAGNETISCHER
UND
ELEKTRISCHER
FELDER
AUF
DAS
ERWAERMUNGSGUT
6
2.1
WIRKUNG
DES
MAGNETISCHEN
FELDES
6
2.2
ELEKTROCHEMISCHE
WIRKUNG
DES
ELEKTRISCHEN
FELDES
6
2.2.1
EINFLUSS
DER
TEMPERATUR
AUF
DIE
ELEKTRISCHE
LEITFAEHIGKEIT
7
2.2.2
EINFLUSS
DER
FELDSTAERKE
AUF
DIE
ELEKTRISCHE
LEITFAEHIGKEIT
7
2.2.3
EINFLUSS
DER
FREQUENZ
AUF
DIE
ELEKTRISCHE
LEITFAEHIGKEIT
8
2.2.4
ELEKTRISCHE
LEITFAEHIGKEIT
VON
PFLANZLICHEM
UND
TIERISCHEM
GEWEBE
8
2.2.5
ELEKTRISCHE
LEITFAEHIGKEIT
INHOMOGENER
ERWAERMUNGSGIITER
9
2.3
WIRKUNG
DES
ELEKTRISCHEN
FELDES
AUF
MIKROORGANISMEN
9
3
INDUKTIVE
ENERGIEUEBERTRAGUNG
11
3.1
MODELLIERUNG
DER
INDUKTIVEN
ENERGIEUEBERTRAGUNG
IN
EINEM
ERSATZSCHALTBILD
11
3.1.1
MAGNETISCHE
FLUESSE
IM
LEERLAUFBETRIEB
11
3.1.2
OHMSCHER
WIDERSTAND
DER
PRIMAERWICKLUNG
12
3.1.3
HAUPTINDUKTIVITAET
12
3.1
4
UMMAGNETISIERUNGSVERLUSTE
14
3.1.5
PRIMAERE
STREUINDUKTIVITAET
18
3.1.6
SEKUNDAERE
STREUINDUKTIVITAET
18
3.1.7
SEKUNDAERE
LAST
19
3.1.8
QUANTITATIVES
TRANSFORMATORERSATZSCHALTBILD UND
ZEIGERDIAGRAMM
20
3.2
EXPERIMENTELLE
VERIFIKATION
DES
ERSATZSCHALTBILDES
21
4
AXIALER
TEMPERATURVERLAUF
26
4.1
WAERMEQUELLENDICHTEVERTEILUNG
IM
WINDUNGSQUERSCHNITT
26
4.2
ABWICKLUNG
EINER
FLUESSIGKEITSWINDUNG
29
4.3
AXIALER
TEMPERATURVERLAUFINDER
ABGEWICKELTEN
FLUESSIGKEITSWICKLUNG
30
4.4
ERWAERMUNGSVERLAUF
IN
EINER
WICKLUNG
MIT
NACHGESCHALTETEM
ERHITZER
33
4.4.1
AXIALER
TEMPERATURVERLAUF
BEI
VORGEGEBENEN
EIN
UND
AUSTRITTSTEMPERATUREN
34
4.4.2
TEMPERATURUNABHAENGIGE
ERSATZLEITFAEHIGKEIT
34
4.4.3
ERHITZERDIMENSIONIERUNG
BEI
VORGEGEBENEN
EIN
UND
AUSTRITTSTEMPERATUREN
35
4.4.4
ZU
INDUZIERENDE
SPANNUNG
BEI
VORGEGEBENEN
EIN
UND
AUSTRITTSTEMPERATUREN
36
4.4.5
AXIALER
TEMPERATURVERLAUF
BEI
VORGEGEBENEN
ANLAGEN
UND
BETRIEBSPARAMETEM36
4.5
POTENTIALVERLAUF
38
4.5.1
POTENTIALVERLAUF
IN
DER
WICKLUNG
OHNE
NACHGESCHALTETEN
ERHITZER
38
4.5.2
POTENTIALVERLAUF
IN
WICKLUNG
UND
ERHITZER
40
4.6
EINFLUSS
VON
QUERKAPAZITAETEN
AUF
DEN
AXIALEN
TEMPERATURVERLAUF
41
4.7
MESSUNGEN
AXIALER
ERWAERMUNGSVERLAEUFE
43
5
RADIALES
TEMPERATURPROFIL
45
5.1
RADIALES
TEMPERATURPROFIL
BEI
TURBULENTER
STROEMUNG
46
5.2
RADIALES
TEMPERATURPROFIL
BEI
LAMINARER
STROEMUNG
49
5.2.1
GRUNDGLEICHUNGEN
DES
LAMINAREN
STOFF-UND
WAERMETRANSPORTS
50
5.2.2
ANALYTISCHE
LOESUNG
DER
ZWEIDIMENSIONALEN
TEMPERATURVERTEILUNG
51
5.2.3
NUMERISCHE
LOESUNG
DER
ZWEIDIMENSIONALEN
TEMPERATURVERTEILUNG
53
5.2.4
GEGENUEBERSTELLUNG
VON
ANALYTISCHER
UND
NUMERISCHER
LOESUNG
58
5.3
MESSUNGEN
DER
RANDSCHICHTUEBERTEMPERATUR
65
5.4
GEGENUEBERSTELLUNG
DER
MESSUNGEN
UND
DER
MODELLRECHNUNGEN
67
5.5
MASSNAHMEN
ZUR
VERRINGERUNG
DER
RANDSCHICHTUEBERHITZUNG
68
6
INSTATIONAERES
SYSTEMVERHALTEN
70
6.1
SYMMETRISCHER
BETRIEB
DER
BEIDEN
STROEMUNGSZWEIGE
70
6.2
SYSTEMANALYSE
72
6.2.1
SYSTEMBESCHREIBENDE
DIFFERENTIALGLEICHUNGEN
73
6.2.2
UEBERTRAGUNGSFUNKTION
EINES
EINZELABSCHNITTS
74
6.2.3
UEBERTRAGUNGSFUENKTION
VON
WICKLUNG
UND
ERHITZER
76
6.3
SYSTEMSIMULATION
77
6.4
SPRUNGANTWORTEN:
MESSUNGEN
UND
MODELLRECHNUNGEN
IM
VERGLEICH
78
6.4.1
EINTRITTSTEMPERATURSPRUNG
78
6.4.2
VOLUMENSTROMSPRUNG
80
6.4.3
SPANNUNGSSPRUNG
82
6.5
GEGENUEBERSTELLUNG
VON
SYSTEMANALYSE
UND
SYSTEMSIMULATION
83
6.6
BEISPIELE
AUSGEREGELTER
STOERUNGEN
84
7
ANLAGENWIRKUNGSGRAD
86
7.1
UMRICHTERWIRKUNGSGRAD
87
7.2
INDUKTIONSWIRKUNGSGRAD
88
7.2.1
EINFLUSS
DER
SEKUNDAERWICKLUNGSGEOMETRIE
88
7.2.2
EINFLUSS
DER
ERHITZERAUSLEGUNG
90
7.2.3
EINFLUSS
DER
ELEKTRISCHEN
LEITFAEHIGKEIT
DES
ERWAERMUNGSGUTES
92
7.2.4
EINFLUSS
DER
ANLAGENEINTRITTSTEMPERATUR
94
7.2.5
WACHSTUMSGESETZ
DES
INDUKTIONSWIRKUNGSGRADS
94
7.3
MOEGLICHKEITEN
ZUR
OPTIMIERUNG
DES
ANLAGENWIRKUNGSGRADS
96
8
VERSUCHSANLAGE
97
8.1
SCHEMATISCHER
AUFBAU
98
8.2
KONSTRUKTIVER
AUFBAU
98
8.2.1
EISENKERN
98
8.2.2
FUEHRUNG
DES
ERWAERMUNGSGUTES
101
8.2.3
MF-SPANNUNGSQUELLE
102
8.3
MESSTECHNIK
103
8.3.1
MESSUNG ELEKTRISCHER
GROESSEN
103
8.3.2
DURCHFLUSSMESSUNG
103
8.3.3
TEMPERATURMESSUNG
IM
ERWAERMUNGSGUT
104
9
ZUSAMMENFASSUNG
106
10
FORMELZEICHNEN
109
11
SCHRIFTTUM
115 |
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