Modellierung und Simulation der Phasenwechselvorgänge in makroverkapselten latenten thermischen Speichern:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Logos
2014
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| Schriftenreihe: | Thermodynamik: Energie, Umwelt, Technik
24 |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT DES HERAUSGEBERS III
VORWORT DES AUTORS IV
KURZFASSUNG V
ABSTRACT VI
INHALTSVERZEICHNIS VII
SYMBOL- UND ABKUERZUNGSVERZEICHNIS IX
1 EINLEITUNG 1
1.1 AUSGANGSPUNKT DER ARBEIT 1
1.2 STAND DER FORSCHUNG 3
1.2.1 PHASENWECHSELVORGAENGE IN DER THERMOFLUIDDYNAMIK 3
1.2.2 LATENTE THERMISCHE SPEICHER 11
1.3 BEITRAG DER VORLIEGENDEN ARBEIT 17
2 GRUNDLAGEN 19
2.1 NUMERISCHE SIMULATION IN DER THERMOFLUIDDYNAMIK 19
2.1.1 ERHALTUNGSPRINZIPIEN 19
2.1.2 HERLEITUNG DER ERHALTUNGSGLEICHUNGEN 20
2.1.3 DISKRETISIERUNG UND NUMERISCHE LOESUNGSMETHODEN 24
2.2 OPENFOAM 34
2.3 VALIDIERUNG NUMERISCHER MODELLE 36
3 MEHRPHASENSIMULATIONEN 39
3.1 EINTEILUNG DER MODELLE 39
3.2 MISCHUNGSANSATZ 42
3.3 SIMULATION VON FEST/FLUESSIG-PHASENWECHSELN 47
3.3.1 ENTHALPIE-METHODE 48
3.3.2 ENTHALPIE-POROSITAETS-METHODE 57
3.4 VOLUME-OF-FLUID-METHODE 63
4 MODELL MAKROVERKAPSELTER LATENTER THERMISCHER SPEICHER 71
4.1 MODELLANFORDERUNGEN UND ANNAHMEN 71
4.2 PHYSIKALISCHES MODELL 72
4.3 NUMERISCHE EINZELMODELLE 74
4.3.1 ENTHALPIE-POROSITAETS-METHODE FUER DREI PHASEN 74
4.3.2 KOMPRESSIBLE VOLUME-OF-FLUID-METHODE 78
4.3.3 ABSINKEN UND KONTAKTSCHMELZEN 81
4.4 VERIFIZIERUNG DURCH BILANZIERUNG 89
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VIII
4.5 NUMERISCHES GESAMTMODELL UND LOESUNGSVERFAHREN 91
5 VERSUCHSANORDNUNG ZUR EXPERIMENTELLEN VALIDIERUNG 99
5.1 ANFORDERUNGEN AN DIE VERSUCHSANORDNUNG 99
5.2 AUFBAU DER VERSUCHSANORDNUNG 99
5.2.1 SCHMELZVORGANG OHNE ABSINKEN 101
5.2.2 SCHMELZVORGANG MIT ABSINKEN 102
5.3 SPEICHERMATERIAL UND STOFFDATEN 103
5.4 VISUELLE ERFASSUNG DES PHASENWECHSELS UND PARTICLE IMAGE
VELOCIMETRY.... 109
5.5 MESSGROESSEN UND DATENERFASSUNG 113
5.6 FEHLERRECHNUNG 114
5.6.1 SYSTEMATISCHE MESSABWEICHUNGEN 115
5.6.2 STATISTISCHE MESSABWEICHUNGEN 116
5.6.3 FEHLERFORTPFLANZUNG 117
6 VALIDIERUNG DES MODELLS AN DER VERSUCHSANORDNUNG 121
6.1 EINGANGSGROESSEN UND NUMERISCHES GITTER 121
6.2 GRUNDMODELL OHNE KONTAKTSCHMELZEN 126
6.2.1 RANDBEDINGUNGEN 126
6.2.2 POSITION DER PHASENGRENZE 128
6.2.3 LEISTUNGS- UND ENERGIEVERLAUF. 135
6.2.4 STROEMUNGSFELD 141
6.2.5 DIMENSIONSLOSE KENNZAHLEN UND KORRELATIONEN 143
6.3 MODELL MIT KONTAKTSCHMELZEN 145
6.3.1 BEGINN DES ABSINKENS DER FESTEN PHASE 146
6.3.2 POSITION DER PHASENGRENZE 150
6.3.3 LEISTUNGS-UND ENERGIEVERLAUF. 153
6.3.4 STROEMUNGSFELD UND KONTAKTSCHMELZEN 155
6.4 GESAMTMODELL 160
6.4.1 OBERFLAECHENSPANNUNG UND SIMULATIONSDAUER 161
6.4.2 POSITION DER PHASENGRENZE 163
6.4.3 LEISTUNGS- UND ENERGIEVERLAUF. 167
6.4.4 STROEMUNGSFELD UND KONTAKTSCHMELZEN 167
7 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 171
8 SUMMARY 175
LITERATURVERZEICHNIS 179
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