Eindimensionale Berechnung instationärer Ringspaltströmungen mit thermofluiddynamischer Betrachtung:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Düren
Shaker
2020
|
| Ausgabe: | 1. Auflage |
| Schriftenreihe: | Reihe Fluidtechnik. D
Band 101 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 183 Seiten 1 Illustrationen 21 cm x 14.8 cm, 275 g |
| ISBN: | 9783844074963 3844074961 |
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|---|---|
| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
V
1
EINLEITUNG
1
1.1
MOTIVATION
................................................................................................
2
1.2
ZIELSETZUNG
.............................................................................................
6
1.3
AUFBAU
DER
ARBEIT
................................................................................
7
2
LITERATURUEBERSICHT
9
2.1
WELLENPHAENOMENE
BEI
INNENSTROEMUNGEN
..............................................
9
2.2
DRUCKVERLUSTBERECHNUNG
.......................................................................
10
2.2.1
STATIONAERE
DRUCKVERLUSTE
...........................................................
11
2.2.2
INSTATIONAERE
DRUCKVERLUSTE
........................................................
11
2.3
THERMOHYDRAULISCHE
PHAENOMENE
BEI
INNENSTROEMUNGEN
...................
15
2.3.1
ENERGIEGLEICHUNG
.......................................................................
15
2.3.2
WAERMEUEBERGANG
.......................................................................
16
2.4
LOESUNGSVERFAHREN
....................................................................................
18
2.4.1
VERFAHREN
ZUR
LOESUNG
IM
ZEITBEREICH
.....................................
18
2.4.2
VERFAHREN
ZUR
LOESUNG
IM
FREQUENZBEREICH
............................
21
3
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
23
3.1
VEREINFACHENDE
ANNAHMEN
....................................................................
23
3.2
THERMODYNAMISCHE
GRUNDLAGEN
...........................................................
24
3.2.1
KOMPRESSIONSMODUL
....................................................................
24
3.2.2
THERMISCHE
ZUSTANDSGLEICHUNG
.................................................
25
3.2.3
FUNDAMENTALGLEICHUNG
DER
THERMODYNAMIK
.........................
27
3.2.4
KALORISCHE
ZUSTANDSGLEICHUNG
.................................................
28
3.2.5
SCHALLGESCHWINDIGKEIT
.................................................................
30
3.3
STROEMUNGSMECHANISCHE
GRUNDLAGEN
....................................................
30
3.3.1
IMPULSGLEICHUNG
..........................................................................
30
3.3.2
KONTINUITAETSGLEICHUNG
.................................................................
34
3.3.3
ENERGIEGLEICHUNG
.......................................................................
38
I
I
NHALTSVERZEICHNIS
4
DRUCKVERLUSTE
IN
RINGSPALTSTROEMUNGEN
43
4.1
GESCHWINDIGKEITSPROFIL
...........................................................................
43
4.1.1
STATIONAERE
STROEMUNG
.............................................................
45
4.1.2
OSZILLIERENDE
STROEMUNG
..........................................................
47
4.2
DRUCKVERLUSTBERECHNUNG
.......................................................................
53
4.2.1
STATIONAERE
STROEMUNG
.............................................................
54
4.2.2
OSZILLIERENDE
DRUCKSTROEMUNG
................................................
57
4.2.3
INSTATIONAERE
DRUCKSTROEMUNG
MIT
BELIEBIGEM
ZEITLICHEN
VERLAUF
60
4.3
NAEHERUNGSWEISE
DRUCKVERLUSTBERECHNUNG
...........................................
63
4.3.1
GESCHWINDIGKEITSPROFIL
DER
EBENEN
SPALTSTROEMUNG
...........
63
4.3.2
DRUCKVERLUST
DER
EBENEN
SPALTSTROEMUNG
..................................
64
4.3.3
RUECKTRANSFORMATION
IN
DEN
ZEITBEREICH
..............................
66
4.4
STABILITAET
LAMINARER
RINGSPALTSTROEMUNGEN
...........................................
72
4.4.1
OBERE
UND
UNTERE
KRITISCHE
REYNOLDSZAHL
...............................
72
4.4.2
UNTERE
KRITISCHE
REYNOLDSZAHLEN
VON
RINGSPALTSTROEMUNGEN
.
73
5
WAERMEUEBERGAENGE
IN
RINGSPALTSTROEMUNGEN
79
5.1
NUSSEI
T-ZAHL
.............................................................................................
79
5.2
THERMISCHE
RANDBEDINGUNGEN
..............................................................
80
5.3
AUSGEBILDETE
STROEMUNGEN
.......................................................................
81
5.4
KONSTANTE
WAERMESTROMDICHTE
..............................................................
82
5.5
NUSSELT-ZAHLEN
BEI
KONSTANTER
WANDTEMPERATUR
..................................
87
5.6
ABSCHLIESSENDE
BEMERKUNG
ZUR
ADIABATISCHEN
MISCHTEMPERATUR
...
89
6
LOESUNGSVERFAHREN
93
6.1
NUMERISCHE
LOESUNG
IM
ZEITBEREICH
.....................................................
93
6.1.1
GRUNDLAGEN
DES
CHARAKTERISTIKENVERFAHRENS
............................
93
6.1.2
UMFORMUNG
DER
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
..................................
98
6.1.3
CHARAKTERISTISCHE
FORM
.................................................................
101
6.1.4
APPROXIMATION
DURCH
FINITE
DIFFERENZEN
.....................................
103
6.1.5
NUMERISCHE
BERECHNUNG
DES
DRUCKVERLUSTS
...............................
105
6.1.6
ERMITTLUNG
DER
AUSBREITUNGSGESCHWINDIGKEIT
............................
112
6.1.7
ZEITINTERPOLATION
..........................................................................
114
6.1.8
LOESUNG
DES
ALGEBRAISCHEN
GLEICHUNGSSYSTEMS
............................
115
6.2
LOESUNGSVERFAHREN
IM
FREQUENZBEREICH
.....................................................
116
6.2.1
GRUNDLAGEN
DES
UEBERTRAGUNGSMATRIZENVERFAHRENS
...................
117
6.2.2
UEBERTRAGUNGSMATRIX
EINES
RINGSPALTKANALS
...............................
120
7
IMPLEMENTIERUNG
&
VALIDIERUNG
125
7.1
IMPLEMENTIERUNG
IN
DSHPLUS
.................................................................
125
7.2
UEBERTRAGUNGSVERHALTEN
EINES
RINGSPALTS
..................................................
126
7.2.1
VERSUCHSBESCHREIBUNG
UND
-PARAMETER
........................................
126
II
I
NHALTSVERZEICHNIS
7.2.2
DSHPLUS-
MODELL
..........................................................................
128
7.2.3
ERGEBNISSE
.......................................................................................
129
7.3
DRUCKSTOSS
...................................................................................................
131
7.3.1
VERSUCHSBESCHREIBUNG
UND
-PARAMETER
........................................
131
7.3.2
SIMULATIONSPARAMETER
....................................................................
135
7.3.3
ERGEBNISSE
.......................................................................................
139
7.4
AXIALES
TEMPERATURPROFIL
..........................................................................
140
7.4.1
VERSUCHSBESCHREIBUNG
....................................................................
141
7.4.2
THEORETISCHE
LOESUNG
....................................................................
142
7.4.3
SIMULATIONSPARAMETER
....................................................................
144
7.4.4
ERGEBNISSE
.......................................................................................
145
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
147
8.1
ZUSAMMENFASSUNG
.......................................................................................
147
8.2
AUSBLICK
......................................................................................................
149
LITERATURVERZEICHNIS
151
A
ABKUERZUNGEN
161
B
LEBENSLAUF
163
III
|
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
SYMBOLVERZEICHNIS
V
1
EINLEITUNG
1
1.1
MOTIVATION
.
2
1.2
ZIELSETZUNG
.
6
1.3
AUFBAU
DER
ARBEIT
.
7
2
LITERATURUEBERSICHT
9
2.1
WELLENPHAENOMENE
BEI
INNENSTROEMUNGEN
.
9
2.2
DRUCKVERLUSTBERECHNUNG
.
10
2.2.1
STATIONAERE
DRUCKVERLUSTE
.
11
2.2.2
INSTATIONAERE
DRUCKVERLUSTE
.
11
2.3
THERMOHYDRAULISCHE
PHAENOMENE
BEI
INNENSTROEMUNGEN
.
15
2.3.1
ENERGIEGLEICHUNG
.
15
2.3.2
WAERMEUEBERGANG
.
16
2.4
LOESUNGSVERFAHREN
.
18
2.4.1
VERFAHREN
ZUR
LOESUNG
IM
ZEITBEREICH
.
18
2.4.2
VERFAHREN
ZUR
LOESUNG
IM
FREQUENZBEREICH
.
21
3
PHYSIKALISCHE
GRUNDLAGEN
23
3.1
VEREINFACHENDE
ANNAHMEN
.
23
3.2
THERMODYNAMISCHE
GRUNDLAGEN
.
24
3.2.1
KOMPRESSIONSMODUL
.
24
3.2.2
THERMISCHE
ZUSTANDSGLEICHUNG
.
25
3.2.3
FUNDAMENTALGLEICHUNG
DER
THERMODYNAMIK
.
27
3.2.4
KALORISCHE
ZUSTANDSGLEICHUNG
.
28
3.2.5
SCHALLGESCHWINDIGKEIT
.
30
3.3
STROEMUNGSMECHANISCHE
GRUNDLAGEN
.
30
3.3.1
IMPULSGLEICHUNG
.
30
3.3.2
KONTINUITAETSGLEICHUNG
.
34
3.3.3
ENERGIEGLEICHUNG
.
38
I
I
NHALTSVERZEICHNIS
4
DRUCKVERLUSTE
IN
RINGSPALTSTROEMUNGEN
43
4.1
GESCHWINDIGKEITSPROFIL
.
43
4.1.1
STATIONAERE
STROEMUNG
.
45
4.1.2
OSZILLIERENDE
STROEMUNG
.
47
4.2
DRUCKVERLUSTBERECHNUNG
.
53
4.2.1
STATIONAERE
STROEMUNG
.
54
4.2.2
OSZILLIERENDE
DRUCKSTROEMUNG
.
57
4.2.3
INSTATIONAERE
DRUCKSTROEMUNG
MIT
BELIEBIGEM
ZEITLICHEN
VERLAUF
60
4.3
NAEHERUNGSWEISE
DRUCKVERLUSTBERECHNUNG
.
63
4.3.1
GESCHWINDIGKEITSPROFIL
DER
EBENEN
SPALTSTROEMUNG
.
63
4.3.2
DRUCKVERLUST
DER
EBENEN
SPALTSTROEMUNG
.
64
4.3.3
RUECKTRANSFORMATION
IN
DEN
ZEITBEREICH
.
66
4.4
STABILITAET
LAMINARER
RINGSPALTSTROEMUNGEN
.
72
4.4.1
OBERE
UND
UNTERE
KRITISCHE
REYNOLDSZAHL
.
72
4.4.2
UNTERE
KRITISCHE
REYNOLDSZAHLEN
VON
RINGSPALTSTROEMUNGEN
.
73
5
WAERMEUEBERGAENGE
IN
RINGSPALTSTROEMUNGEN
79
5.1
NUSSEI
T-ZAHL
.
79
5.2
THERMISCHE
RANDBEDINGUNGEN
.
80
5.3
AUSGEBILDETE
STROEMUNGEN
.
81
5.4
KONSTANTE
WAERMESTROMDICHTE
.
82
5.5
NUSSELT-ZAHLEN
BEI
KONSTANTER
WANDTEMPERATUR
.
87
5.6
ABSCHLIESSENDE
BEMERKUNG
ZUR
ADIABATISCHEN
MISCHTEMPERATUR
.
89
6
LOESUNGSVERFAHREN
93
6.1
NUMERISCHE
LOESUNG
IM
ZEITBEREICH
.
93
6.1.1
GRUNDLAGEN
DES
CHARAKTERISTIKENVERFAHRENS
.
93
6.1.2
UMFORMUNG
DER
ERHALTUNGSGLEICHUNGEN
.
98
6.1.3
CHARAKTERISTISCHE
FORM
.
101
6.1.4
APPROXIMATION
DURCH
FINITE
DIFFERENZEN
.
103
6.1.5
NUMERISCHE
BERECHNUNG
DES
DRUCKVERLUSTS
.
105
6.1.6
ERMITTLUNG
DER
AUSBREITUNGSGESCHWINDIGKEIT
.
112
6.1.7
ZEITINTERPOLATION
.
114
6.1.8
LOESUNG
DES
ALGEBRAISCHEN
GLEICHUNGSSYSTEMS
.
115
6.2
LOESUNGSVERFAHREN
IM
FREQUENZBEREICH
.
116
6.2.1
GRUNDLAGEN
DES
UEBERTRAGUNGSMATRIZENVERFAHRENS
.
117
6.2.2
UEBERTRAGUNGSMATRIX
EINES
RINGSPALTKANALS
.
120
7
IMPLEMENTIERUNG
&
VALIDIERUNG
125
7.1
IMPLEMENTIERUNG
IN
DSHPLUS
.
125
7.2
UEBERTRAGUNGSVERHALTEN
EINES
RINGSPALTS
.
126
7.2.1
VERSUCHSBESCHREIBUNG
UND
-PARAMETER
.
126
II
I
NHALTSVERZEICHNIS
7.2.2
DSHPLUS-
MODELL
.
128
7.2.3
ERGEBNISSE
.
129
7.3
DRUCKSTOSS
.
131
7.3.1
VERSUCHSBESCHREIBUNG
UND
-PARAMETER
.
131
7.3.2
SIMULATIONSPARAMETER
.
135
7.3.3
ERGEBNISSE
.
139
7.4
AXIALES
TEMPERATURPROFIL
.
140
7.4.1
VERSUCHSBESCHREIBUNG
.
141
7.4.2
THEORETISCHE
LOESUNG
.
142
7.4.3
SIMULATIONSPARAMETER
.
144
7.4.4
ERGEBNISSE
.
145
8
ZUSAMMENFASSUNG
UND
AUSBLICK
147
8.1
ZUSAMMENFASSUNG
.
147
8.2
AUSBLICK
.
149
LITERATURVERZEICHNIS
151
A
ABKUERZUNGEN
161
B
LEBENSLAUF
163
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