Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Prozessregelung von CO 2 -Kälteanlagen mit parallelen Verbrauchern für Flugzeuge:
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Aachen
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INHALT
GLOSSAR III
NOMENKLATUR VII
1 EINLEITUNG 1
2 STAND DER WISSENSCHAFT UND TECHNIK 5
2.1 WIRKUNGSWEISE KONVENTIONELLER KALTEANLAGEN 5
2.2 KOHLENDIOXID (CO 2 ) ALS KALTEMITTEL 10
2.3 AUSFUHRUNGSVARIANTEN HEUTIGER KALTEANLAGEN 20
2.4 BORDKIIHLSYSTEME IN FLUGZEUGEN 22
3 EXPERIMENTALSYSTEM DER CO 2 -KALTEANIAGE MIT MEHREREN VERBRAUCHERN 27
3.1 ANLAGENSCHEMA UND KREISPROZESS FIIR MEHRERE VERBRAUCHER 27
3.2 REGELUNGSKONZEPT 29
3.3 EXPERIMENTALSYSTEM DER KSLTEANLAGE 31
3.3.1 AUFBAU UND LEISTUNGSDATEN 31
3.3.2 BILANZIERUNG UND GENAUIGKEITSBETRACHTUNG 43
4 MODELL DER CO 2 -KALTEANIAGE (LORENTZEN-PROZESS) 50
4.1 MODELL UNTER DER UMGEBUNG DYMOLA/MODELIC A 50
4.2 LINEARES ZUSTANDSRAUMMODELL UNTER MATLAB 52
4.2.1 MODELLBILDUNG DER TEILMODELLE 55
4.2.2 PARAMETRIERUNG UND IMPLEMENTIERUNG 76
4.3 TEILMODELLE DES ZR-MODELLS BEI DEZENTRALER REGLERSTRUKTUR 78
4.4 VALIDIERUNG DES ZUSTANDSRAUMMODELLS (ZR-MODELLS) 80
4.4.1 VALIDIERUNG DES ZR-MODELLS UNTER MATLAB 80
4.4.2 VALIDIERUNG DER TEILMODELLE BEI DEZENTRALER REGLERSTRUKTUR . 94
4.4.3 ZUSAMMENFASSUNG DER ERGEBNISSE DER MODELLVALIDIERUNG . 96
5 ENTWURF EINER SYSTEMREGELUNG DER CO2-MEHRVERBRAUCHER-KAITEANLAGE 98
5.1 DEFINITION DER ARBEITSPUNKTE UND GIITEFORDERUNGEN 98
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DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
II INHALT
5.2 BESTIMMUNG DES KENNFELDS OPTIMALER HOCHDRIICKE 102
5.2.1 ABHANGIGKEITEN DES OPTIMALEN HOCHDRUCKS 102
5.2.2 DEFINITION UND BEWERTUNG DES KENNFELDS 105
5.2.3 IMPLEMENTIERUNG DER KENNLINIE DES OPTIMALEN HOCHDRUCKS . 106
5.3 REGLERSTRUKTUR UND PARAMETRIERUNG 107
5.3.1 GRUNDSATZLICHE UBERLEGUNGEN ZUR WAHL DER REGELKREISSTRUKTUR 110
5.3.2 DEZENTRALE REGELUNG DER VERDAMPFER-KIIHLSTELLENTEMPERATUR 114
5.3.3 DEZENTRALE REGELUNG DES HOCHDRUCKS 127
5.4 DISKUSSION DES REGLERENTWURFS 136
6 VALIDIERUNG DER SYSTEMREGELUNG 138
6.1 VALIDIERUNG MIT DEM NICHTLINEAREN SIMULATIONSMODELL UNTER DYMO-
LA/MODELICA 140
6.2 EXPERIMENTELLE VALIDIERUNG 155
6.3 UNTERSUCHUNGEN SPEZIELLER BETRIEBSFALLE 160
6.4 BEWERTUNG DER ERGEBNISSE 163
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 165
A ERGEBNISSE DER VALIDIERUNG DES LINEAREN ZUSTANDSRAUMMODELLS 167
A.I PRINZIP DERLINEARISIERUNG 168
A.2 ERGEBNISSE DER SIMULATIONEN FUR DIE TEILMODELLE 170
A.2.1 EXPANSIONSVENTIL UND VERDAMPFER 170
A.2.2 VERDICHTER UND GASKUHLER 178
A.2.3 INNERER WARMEUBERTRAGER 187
A.2.4 ZUSAMMENFIIHRUNG UND SAMMLER 190
A.2.5 GESAMTE KALTEANLAGE 197
B ERGEBNISSE DER SIMULATIONEN UND MESSUNGEN ZUR REGLERVALIDIERUNG 201
B.I SIMULATIONSERGEBNISSE UNTER DYMOLA/MODELICA 201
B.2 MESSERGEBNISSE VOM EXPERIMENTALSYSTEM 253
LITERATUR 267
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