Innenkühlung der Kolbenstange von trockenlaufenden Kolbenverdichtern:
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Dresden
TUDpress
2014
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V
NOMENKLATUR VII
1 EINLEITUNG 1
1.1 AUFGABE UND AUFBAU EINER KOLBENSTANGENPACKUNG 1
1.2 EINFLUSSFAKTOREN AUF DIE STANDZEIT VON TROCKENLAUFENDEN
DICHTELEMENTEN 3
1.2.1 EINFLUSSFAKTOREN DES VERSCHLEISSES 3
1.2.2 OPTIMIERUNG DES PACKUNGSRINGDESIGNS 4
1.2.3 MATERIALOPTIMIERUNG DER DICHTELEMENTE 5
1.2.4 EXTERN GEKUEHLTE KOLBENSTANGENPACKUNGEN 6
1.2.5 INTERNE KUEHLUNG DER KOLBENSTANGE 8
1.3 ZIELSTELLUNG UND WEGE DER ARBEIT 9
2 THEORETISCHE ANSAETZE UND ABSCHAETZUNGEN 11
2.1 WAERMEBILANZ FUER DIE KOLBENSTANGE 11
2.2 STAND DER TECHNIK BEI DER BESCHREIBUNG VON ZWEIPHASENSTROEMUNGEN IN
RUHENDEN ROHREN . 15
2.2.1 ADIABATE ZWEIPHASENSTROEMUNGEN 16
2.2.2 ZWEIPHASENSTROEMUNGEN MIT WAERMEZU- UND -ABFUHR 19
2.3 ABLEITUNG UND VALIDIERUNG EINFACHER MODELLE FUER DIE VORGAENGE IM
OSZILLIERENDEN KUEHLRAUM. 22
2.3.1 TROPFENMODELL FUER DIE ZWEIPHASENSTROEMUNG IN WANDFERNE 22
2.3.2 FILMSTROEMUNG AN DER WAND 26
2.3.3 VISUALISIERUNG DER ZWEIPHASENSTROEMUNG IM OSZILLIERENDEN ROHR 27
2.3.4 INTEGRALES MODELL FUER DEN WAERMETRANSPORT 29
2.4 WAHL DES KUEHLMEDIUMS UND DER FUELLMENGE 31
3 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 37
3.1 UNTERSUCHUNGEN AN EINEM KOLBENSTANGENMODEH 37
3.1.1 KONSTRUKTION UND MESSTECHNIK 37
3.1.2 VERSUCHSERGEBNISSE 40
3.2 VORUNTERSUCHUNGEN AN EINEM EINFACHWIRKENDEN VERDICHTER 43
3.3 HAUPTUNTERSUCHUNGEN AN EINEM DOPPELTWIRKENDEN VERDICHTER 46
3.3.1 KONSTRUKTION UND MESSTECHNIK DES VERSUCHSVERDICHTERS 46
3.3.2 MESSUNGEN IM ORIGINALZUSTAND 52
3.3.3 MESSUNGEN BEI INNENKUEHLUNG 55
3.3.4 EINFLUSS DER KUEHLUNG AUF DIE TEMPERATURVERTEILUNG IM
PACKUNGSBEREICH 56
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VI
4 BERECHNUNG DER TEMPERATURVERTEILUNG IM SYSTEM KOLBENSTANGE-PACKUNG 59
4.1 EINDIMENSIONALE BERECHNUNG 59
4.2 ZWEIDIMENSIONALE BERECHNUNG 64
4.2.1 ALLGEMEINE VORBETRACHTUNG 64
4.2.2 BERECHNUNGEN FUER DAS KOLBENSTANGENMODELL 65
4.2.3 BERECHNUNGEN FUER DEN DOPPELTWIRKENDEN VERSUCHSVERDICHTER 69
5 SCHLUSSFOLGERUNGEN AUS DEN UNTERSUCHUNGEN 81
5.1 VERHAELTNIS THEORETISCHER UND EXPERIMENTELLER ERGEBNISSE 81
5.1.1 KOLBENSTANGENMODELL 81
5.1.2 DOPPELTWIRKENDER VERSUCHSVERDICHTER 83
5.2 AUSLEGUNGSVORSCHLAEGE FUER KOLBENSTANGEN MIT INNENKUEHLUNG 85
6 ZUSAMMENFASSUNG 87
7 LITERATURVERZEICHNIS 89
ANHANG I
ANHANG AI: EIGENSCHAFTEN THERMODYNAMISCH MOEGLICHER KAELTEMITTEL FUER DEN
EINSATZ IN GEKUEHLTEN
KOLBENSTANGEN II
ANHANG A2: MESSPOSITIONEN DES KOLBENSTANGENMODELLS IV
ANHANG A3: BETRIEBSDRUECKE BASISMESSUNG, DOPPELTWIRKENDER
VERSUCHSKOMPRESSOR, ERGAENZENDE
BETRIEBSPUNKTE V
ANHANG A4: BETRIEBSDRUECKE MIT INNENGEKUEHLTER KOLBENSTANGE,
DOPPELTWIRKENDER
VERSUCHSKOMPRESSOR, ERGAENZENDE BETRIEBSPUNKTE VI
ANHANG A5: VERGLEICH VON RECHNUNG UND MESSUNG MODELLPRUEFSTAND *ALPHA",
BETRIEBSPUNKT: 2 X 25
W, 600 MIN
1
VII
ANHANG A6: TEMPERATURVERTEILUNG IM GESAMTEN RECHENBEREICH DES
DOPPELTWIRKENDEN
VERSUCHSVERDICHTERS, BETRIEBSPUNKTE 2 UND 4 VIII
ANHANG A7: RANDBEDINGUNGEN FUER TEMPERATURFELDBERECHNUNG DOPPELTWIRKENDER
VERDICHTER:
REIBLEISTUNGEN SOWIE MITTLERE TEMPERATUREN UND
WAERMEUEBERGANGSKOEFFIZIENTEN IN DEN
ARBEITSRAEUMEN, BETRIEBSPUNKTE 2 UND 4 IX |
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