Experimentelle Untersuchung zu Durchströmung und lokalem Wärmeübergang in rotierenden Kavitäten:
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Dresden
TUDpress
2013
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG UND ZIELSTELLUNG 8
2 GRUNDLAGEN UND LITERATURUEBERSICHT 13
2.1 GRUNDLAGEN DER BESCHREIBUNG VON STROEMUNG UND WAERMEUEBERGANG 13
2.1.1 KONTINUITAETSGLEICHUNG 14
2.1.2 NAVIER-STOKES-GLEICHUNGEN 14
2.1.3 ENERGIEGLEICHUNG 15
2.1.4 RANDBEDINGUNGEN UND AEHNLICHKEITSKENNZAHLEN 16
2.1.5 STROEMUNGSCHARAKTER UND NUMERISCHE SIMULATION 18
2.1.6 TEMPERATUR- UND STROEMUNGSGRENZSCHICHT 19
2.1.7 REFERENZTEMPERATUR DES WAERMEUEBERGANGS 20
2.2 CHARAKTERISTISCHE GROESSEN IN ROTIERENDEN SYSTEMEN 23
2.3 FREI ROTIERENDE SCHEIBE 25
2.4 ROTOR-STATOR SYSTEME 27
2.5 ROTIERENDE KAVITAET OHNE DURCHSTROEMUNG 31
2.5.1 STROEMUNG OHNE TEMPERATURGRADIENT 31
2.5.2 STROEMUNG MIT TEMPERATURGRADIENT 32
2.6 ROTIERENDE KAVITAET MIT AXIALER DURCHSTROEMUNG 34
2.6.1 STROEMUNG OHNE TEMPERATURGRADIENTEN 34
2.6.2 STROEMUNG MIT TEMPERATURGRADIENTEN 36
2.7 ROTIERENDE KAVITAET MIT RADIALER EINSTROEMUNG 41
2.8 SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DER LITERATURSICHTUNG 42
3 VERSUCHSSTAND UND VERSUCHSPROGRAMM 44
3.1 ZWEI-KAMMER-MODELLROTOR 44
3.1.1 ENTSTEHUNG UND ABGESCHLOSSENE UNTERSUCHUNGEN 44
3.1.2 HAUPTBAUGRUPPEN UND VERSORGUNGSSYSTEM 45
3.1.3 DATENERFASSUNGSSYSTEM UND INSTRUMENTIERUNG 48
3.2 VERSUCHE MIT AXIALER UND GEMISCHTER STROEMUNG 50
3.2.1 VERSUCHSPROGRAMM 50
3.2.2 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 52
4 MESSVERFAHREN UND AUSWERTEMETHODEN 53
4.1 STROEMUNGSGROESSEN 53
4.1.1 MASSENSTROM 53
4.1.2 STATISCHER DRUCK 54
4.1.3 LUFTTEMPERATUR UND LUFTTEMPERATURFLUKTUATION 57
4.2 MATERIALGROESSEN 59
4.2.1 OBERFLAECHENTEMPERATUR 59
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INHALTSVERZEICHNIS III
4.2.2 MATERIALTEMPERATUR 61
4.3 WAERMEUEBERGANG 61
4.3.1 AUSWAHL DES MESSVERFAHRENS 61
4.3.2 MITTELUNG UND OFFSETKORREKTUR DER MESSWERTE 66
4.3.3 NUMERISCHES MODELL UND RANDBEDINGUNGEN 67
4.3.4 AXIALE UND RADIALE WAERMESTROMDICHTE 70
4.3.5 EINFLUSS DER RADSEITENREIBUNG 71
4.3.6 EINFLUSS DER WAERMESTRAHLUNG 72
4.3.7 FEHLER DURCH INTERPOLATION UND MODELL 73
4.3.8 FEHLER DURCH MESSUNSICHERHEITEN 76
4.3.9 REPRODUZIERBARKEIT UND UEBERTRAGBARKEIT DER ERGEBNISSE 80
4.4 KERNROTATIONSVERHAELTNIS 83
4.5 AUSTAUSCHMASSENSTROMVERHAELTNIS 84
4.6 DICHTEGRADIENT 86
5 ERGEBNISSE DER AXIALEN DURCHSTROEMUNG 88
5.1 STROEMUNG BEI NORMALER TEMPERATURSITUATION 88
5.1.1 INTEGRALES KERNROTATIONSVERHAELTNIS 88
5.1.2 AUSTAUSCHMASSENSTROMVERHAELTNIS 90
5.1.3 DICHTEGRADIENT 93
5.1.4 TEMPERATURFLUKTUATIONEN 94
5.1.5 STROEMUNGSMODELL 95
5.2 KONJUGIERTE SIMULATION DER WAERMEUEBERTRAGUNG 96
5.2.1 VERGLEICH DER STROEMUNG 98
5.2.2 VERGLEICH DES WAERMEUEBERGANGS 99
5.3 WAERMEUEBERGANG BEI NORMALER TEMPERATURSITUATION 101
5.3.1 INTERPRETATION ANHAND DES STROEMUNGSMODELLS 101
5.3.2 EINFLUSS DES AXIALEN DURCHSATZES 105
5.3.3 EINFLUSS DER DREHFREQUENZ 107
5.3.4 EINFLUSS DES EINTRITTSDRUCKS 109
5.3.5 VERGLEICH MIT KORRELATIONEN AUS DER LITERATUR 111
5.4 MESSUNG BEI INVERSER TEMPERATURSITUATION 113
5.4.1 EINFLUSS DER EINTRITTSTEMPERATUR 113
5.4.2 EINFLUESSE DER DREHFREQUENZ UND DES DURCHSATZES 116
5.5 MESSUNG BEI INSTATIONAERER TEMPERATURSITUATION 119
5.6 FAZIT ZUR AXIALEN DURCHSTROEMUNG 122
6 ERGEBNISSE DER GEMISCHTEN STROEMUNG 125
6.1 STROEMUNG BEI NORMALER TEMPERATURSITUATION 125
6.2 WAERMEUEBERGANG BEI NORMALER TEMPERATURSITUATION 128
6.2.1 INTERPRETATION ANHAND DES STROEMUNGSMODELLS 128
6.2.2 EINFLUESSE DES RADIALEN UND AXIALEN DURCHSATZES 131
6.2.3 EINFLUSS DER DREHFREQUENZ 132
6.2.4 EINFLUSS DER AXIALEN STROEMUNGSRICHTUNG 134
6.3 FAZIT ZUR GEMISCHTEN STROEMUNG 136
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 138
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