Holdings: Eindimensionale Berechnung instationärer Ringspaltströmungen mit thermofluiddynamischer Betrachtung

Eindimensionale Berechnung instationärer Ringspaltströmungen mit thermofluiddynamischer Betrachtung:

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Bibliographic Details
Main Author:	Pasquini, Enrico Gaspare (Author)
Format:	Thesis Book
Language:	German
Published:	Düren Shaker 2020
Edition:	1. Auflage
Series:	Reihe Fluidtechnik. D Band 101
Subjects:	Instationäre Strömung Numerische Strömungssimulation Druckabfall Spaltströmung Ringspalt Wärmeübergang Charakteristikenverfahren Thermohydraulik Leitungssimulation Innenströmung Hydraulik Hochschulschrift
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	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 III
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