Der Einfluß variabler Stoffwerte auf natürliche laminare Konvektionsströmungen (original) (raw)
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Forschung im Ingenieurwesen, 1990
Am Beispiel der laminaren Filmkondensation bei erzwungener Konvektion an einer ebenen Platte (thermische Randbedingung T* = coast.) werden die Vorziige einer asymptotischen Betrachtungsweise fiir Zweiphasenstr6mungs-und Wfirmeiibertragungsprobleme erliiutert. Eine regulfire St6rungsrechnung mit zwei Stiirparametern wird durchgefiihrt. Die Lb'sungen dieser St6rungsrechnung sind explizit nur noch yon einem Parameter, ndmlich der Prandtl-Zahl in der Gasphase, abhdingig. * jeweils fiir die Gas-und die Der Einflufl temperaturabhiingiger Stoffwerte (p*, Ix*, 2" und cp Fliissigkeitsphase) wird durch einen asymptotischen Ansatz erfaflt. Nichtasymptotische L6sungen sind weniger alIgemeingiJltig ; schon im Fall konstanter Stoffwerte sind sie yon sechs L6sungsparametern abhiingig.
Stoffübergang bei laminarer Grenzschichtströmung an ebenen Platten
Chemie Ingenieur Technik - CIT, 1967
Institut fur Thermodynamik und Verfahrenstechnik an der Technischen Universitat Berlin E s wird der Stoffubergang bei einseitiger Diffusion und groBen Partialdruckdifferenzen in der laminaren ebenen Plaffengrenzschicht fur den isothermen Fall berechnet. Dazu rniissen die miteinander gekoppelten Differeniialgleichungen des lmpuls-und Stofitransportes iterativ gelost werden. Geschwindigkeits-und Partialdruckprofile werden durch den zusatzlichen Diffusionsstrorn der einseitigen Diffusion sfark verandert, doch beeinflussen die Geschu.indigkeitsprofile nicht den zusatzlichen Diffusionsstrorn. Zur Beurteilung der Ergebnisse erweist sich die bezogene Partialdruckdifierenz als sehr geeignet. Der Stoffaustausch bei der einseitigen Diffusion wird in einfacher Weise durch Sherwood-Zahlen dargestellt, die auf ihre Werfe bei kleinen Partialdruckdifferenzen bezogen sind. Die gefundene Beziehung ist auch fur Systeme rnit anderer Geometrie und anderen Stoffeigenschaften gultig. Solange die Analogie zwischen Stofftransport und Warmeubergang erfullt ist, 1a5t sich der Stoffubergang bei einer laminaren Grenzschichtstromung an ebenen Platten mit den bereits bekannten Gesetzen fur den Warmeubergang berechnen. Das gilt aber nur dann, wenn die Differentialgleichungen fur die Transportvorgange und die dazugehorigen Randbedingungen in ihrem formalen Aufbau ubereinstimmen. Diese Voraussetzungen sind bei zahlreichen Aufgaben der Verfahrenstechnik nicht mehr gegeben. Dazu gehoren wichtige Vorgange, die auf der einseitigen Diffusion beruhen.
Chemie Ingenieur Technik - CIT, 1969
Schwingungen i m Schall-und Ultraschallbereich werden immer hiiu figer bei verfahrenstechnischen Prozessen wegen ihrer meist physikalischen Effekte, z. B. Erhohung von Stoff-und Wiirmetransport, ausgenutzt. Ober die Veriinderung der Transportvorgange konnen bei chemischen Umsetzungen die effektiven Reaktionsgeschwindigkeiten beeinflu& werden. AuBerdem kann es bei der Einstrahlung energiereicher Ultraschallwellen in Flussigkeiten zu ortlichen Oberhitzungen und Kavitationen kommen, die vielfiiltige Reaktionen auslosen. Den EinfluB von Ultraschall auf Fliissigphase-Reaktionen und deren Kinetik untersuchten u. a
Theoretische Untersuchung über die Umströmung und den Stoffübergang an Kugeln
Chemie Ingenieur Technik, 1972
des Tropfendurchmessers nicht zu einer befriedigenden Obereinstimmung mit den MeBergebnissen. Geht man dagegen von einer endlichen tropfenseitigen Warmeubergangszahl aus (y = Z) , so IaBt sich die noch bestehende Abweichung der nicht genau erfaBten Austauschoberflache zuschreiben. Die mit wachsendem Kuhlwasserdurchsatz sich verstarkende Abwcichurig deutet darauf hjn, daB die Austauschoberflache nicht vollstandig proport,ional mit der Wassermenge vergroaert w-erden konnte. Die naherungsweise Beriicksichtigung des tropfenseitigen Warrneubergangswiderstandes bei der Berechnung von Einspritzkiihlern laBt die Annahme zu, daB die zwischen Rechnung und Versuch auftretenden Unterschiede im wesentlichen nur noch auf kuhlerspezifische Einflusse und damit hauptsachlich auf die unzureichend bekannte Austauschoberflache zuruckzufuhren sind. Unter dieser Voraussetzung ist bej der Vorlage von Versuchsergebnissen die Bestimmung einer realistischen Austauschoberflache durch Variieren des Tropfendurchmessers oder eines Tropfendurchmesserspektrums moglich. I)as Kennfeld eines Einspritzkuhlers kann daher mittels nur weniger Versuchsergebnisse rechnerisch ermittelt werden, wenn man davon ausgeht, daB sich das Tropfendurchmesserspektrum bei anderen Relastungen nicht zu stark verandert.
Regen-Wind induzierte Seilschwingungen in laminarer und turbulenter Strömung
2004
Seit einigen Jahren wird häufig von Schwingungen schlanker Zugglieder berichtet, die sich durch große Amplituden und niedrige Frequenzen auszeichnen und die ausschließlich bei gleichzeitigem Auftreten von Regen und Wind zu beobachten sind. Die betroffenen Bauteile haben einen kreisrunden Querschnitt und sind schwach gedämpft. Diese so genannten Regen-Wind induzierten Schwingungen können entstehen, wenn sich Regentropfen auf der Oberfläche von Seilen oder Rundstäben sammeln und in Rinnsalen an diesen herunterfließen. Die Rinnsale stellen bewegliche Ablösekanten für die umgebende Luftströmung dar. Bei einer schrägen Anströmung wird diese im Vergleich zur Umströmung symmetrischer Kreisquerschnitte so verändert, dass die sich einstellende Druckverteilung bzw. die daraus resultierenden Kräfte das betroffene Bauteil zu Schwingungen anregen. In der vorliegenden Arbeit werden die in der Literatur angegebenen Berechnungsmodelle zur Erfassung Regen-Wind induzierter Schwingungen erweitert. Der...
Gesetze für den Stoff‐ und den Wärmeübergang an senkrecht angeströmten Platten
Chemie Ingenieur Technik, 1972
Die technische Bedeutung des Stoff-und des Wlirmeubergangs an senkrecht angestromten Platten sol1 an Hand der Abb. l a und l b erliiutert werden. Dargestellt sind in stark schematisierter Form die Stromlinien von zwei Stromungsfeldern, die sich oberhalb einer senkrecht angestromten Platte ausbilden. Der Durchmesser der Platten wird mit D und der Durchmesser der Dusen, aus denen das Fluid austritt, mit d bezeichnet. I m Falle von Abb. l a ist der Diisendurchmesser wesentlich grol3er als der Plattendurchmesser ; umgekehrt ist im Falle von Abb. 1 b der Plattendurchmesser wesentlich groBer als der Dusendurchmesser. Wie durch gestrichelte Linien angedeutet wurde, saugt der aus der Duse kommende Strahl das in der Umgebung befindliehe Fluid an. Abb. 1. Zur Erlauterung von Strahlsystemen, die fur den Stoffund Warmeubergang von Bedeutung sind.
1993
The present thesis deals with the numencal analysis of laminar mixing in closed twoand three-dimensional geometrical set-ups Mixmg of mert or reactmg species is simulated by solving the time dependent transport equations on the basis of a steady velocity field The velocity field is thought to be independent of the composition of the rmxture Therefore, lt can be computed separately by means of the NavierStokes equation together with the mcompressible contmuity constramt A finite volume method is used for solving the partial differential equations withm a staggered grid (MAC) Flow computations are performed with second order central differences, the SIMPLER algonthm and an unphcit Euler scheme Matnces are solved by decomposmg them into tridiagonal ones —The two-dimensional transport of species is simulated by means of an explicit method The QUICKEST scheme is combined with the ULTIMATE limiter —Solutions of the Three-dimensional trans¬ port equations are obtained by usmg a fourth orde...