Gegenstand dieser Dissertation ist die Untersuchung des Einflusses von Drahtgestrickeinbauten auf das fluiddynamische und wärmetechnische Betriebsverhalten bei der Naturumlaufverdampfung. Die untersuchten Einbauten wurden angesichts ihres Potenzials, das Betriebsverhalten von Naturumlaufverdampfern zu verbessern und den Betriebsbereich zu erweitern, bewertet. Die Experimente erfolgten an einem mit Wasserdampf beheizten Verdampfer mit drei Verdampferrohren der Geometrie da x s x L = 20 mm x 2 mm x 1.500 mm. Die Einbauten befanden sich in den unteren 40 % der Verdampferrohre, dem Bereich, in dem in den meisten Fällen eine einphasige Konvektion stattfindet. Als Versuchsmedien dienten Wasser und ein Wasser-Glycerin Gemisch. Die experimentellen Untersuchungen geben einen vertieften Einblick in charakteristische Betriebszustände in Naturumlaufverdampfern, angefangen von der Initialisierung des Selbstumlaufs, über die Destabilisierung des Selbstumlaufs mit nicht linearem Betriebsverhalten, bis hin zum stabilen Selbstumlauf. Die experimentellen Ergebnisse wurden anschließend mit Daten eines iterativ, segmentweise und mit etablierten Korrelationen rechnenden Simulationsprogramms verglichen.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Latexdispersionen werden im industriellen Maßstab durch Emulsionspolymerisation hergestellt. Der Polymerisationsprozess wird oft von Ablagerungen des Polymers auf den wärmeübertragenden Oberflächen, z. B. den Innenwänden der Reaktoren, begleitet. Dieser unerwünschte Ablagerungsprozess, Fouling genannt wurde im Rahmen dieser Dissertation untersucht. Aus vorangegangenen Arbeiten ist bereits bekannt, dass die während der Emulsionspolymerisation auftretenden Beläge durch Partikel- und Reaktionsfouling entstehen und die Belagbildung insbesondere durch entstehende Koagulate begünstigt wird. Durch einen direkten Vergleich eines reagierenden Stoffsystems mit einer ausreagierten Polymerdispersion gleicher chemischer Zusammensetzung konnte diese Annahme in dieser Arbeit bestätigt und um eine zeitliche Zuordnung der Ablagerungsmechanismen entlang des Reaktionsverlaufs erweitert werden.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Das Fachbuch Elektronikkühlung zeigt sowohl die theoretischen Grundlagen der Elektronikkühlung als auch den Weg zu praktischen Lösungsansätzen auf.
Aktualisiert: 2022-02-17
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Im Hochdruckteil von Dampfturbinen liegen häufig Reynolds-Zahlen im ein- bis zweistelligen Millionenbereich vor. Aufgrund dessen stellt sich die Frage, inwiefern in einem Luftprüfstand bei vergleichsweise kleiner Reynolds-Zahl ermittelte Ergebnisse von dreidimensionalen Leitradgestaltungsmaßnahmen auf die reale Dampfturbinenumgebung übertragbar sind. Zu diesem Zweck wird in der vorliegenden Arbeit der Einfluss großer Reynolds-Zahlen sowohl auf das generelle Strömungsverhalten als auch auf das Wirkungsgradpotential derartiger Leiträder bei subsonischer Turbinenströmung untersucht. Die Variation der Reynolds-Zahl erfolgt numerisch anhand der institutseigenen 1,5-stufigen Kaltluftturbine in einem Bereich von 0,8 bis 49,7 Mio. Insgesamt werden drei Schaufelgeometrien des 1. Leitrads detailliert analysiert: das ursprüngliche Basisleitrad sowie jeweils ein Leitrad mit achsenasymmetrischer Seitenwandkonturierung und mit Schaufelbiegung. Die beiden zuletzt genannten Leiträder wurden in einer vorangegangen Arbeit für die kleinste Reynolds-Zahl von 0,8 Mio. wirkungsgradoptimiert.
Bereits die Grundlagenanalyse des Basisleitrads zeigt bei zunehmender Reynolds-Zahl eine deutliche Änderung der zwei- und dreidimensionalen Strömungsphänomene. Dabei kann das numerische Verlustverhalten der zweidimensionalen Schaufelprofilströmung im Schaufelmittelschnitt analytisch akkurat prognostiziert werden. Dies ist bei der hier vorliegenden komplexen, dreidimensionalen Strömung nur bedingt möglich. Große Teile der Wirbel des Sekundärströmungssystems werden in ihrer Größe reduziert und sind näher an der Seitenwand platziert. Dabei ändern sich nicht nur die Wirbelintensitäten sondern auch die Wirbelabstände. Besonders die vorherige deutliche Trennung von Kanalwirbel und druckseitigem Ast des Hufeisenwirbels nimmt bei größeren Reynolds-Zahlen kontinuierlich ab. Die Folge ist eine homogenere Abströmung, welche durch die Verbesserung des Homogenisierungsgrads um bis zu 0,7° quantifizierbar ist. Aufgrund des modifizierten Wirbelsystems verlieren die beiden wirkungsgradoptimierten Leiträder zunehmend an Wirksamkeit. Infolgedessen reduziert sich das absolute Wirkungsgradpotential der Axialturbine bei der achsenasymmetrischen Seitenwandkonturierung von 0,37 %-Pkt. auf 0,12 %-Pkt. und bei der Schaufelbiegung von 0,15 %-Pkt. auf 0,05 %-Pkt. Als Hauptgrund hierfür ist das Sekundärströmungssystem zu nennen, welches sich bei großer Reynolds-Zahl verändert.
Aktualisiert: 2019-12-27
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Diese Sammlung von biographischen Arbeiten sind dem Andenken Ludwig Prandtls anläßlich seines 125. Geburtstages gewidmet. Ludwig Prandtl, der Begründer der modernen Strömungsmechanik in Deutschland lehrte an der Universität in Göttingen für fast 50 Jahre. Prandtl wurde am 4. Februar 1875 in Freising, Bayern geboren. Nach Beginn seiner Universitäts-Karriere in Hannover folgte er einem Ruf an die Universität Göttingen und wurde dort zugleich Gründer der Aerodynamischen Versuchsanstalt (AVA), die heute noch als DLR-Standort weiterbesteht. Unter seinen Mitarbeitern und Studenten waren viele bekannte Wissenschaftler, wie Ackeret, Betz, Blasius, Blenk, Busemann, Görtler, von Kármán, Ludwieg, Oswatitsch, Schlichting und Tollmien. Seine Ideen und Veröffentlichungen haben die moderne Aerodynamik und Strömungsmechanik in vielen Feldern beeinflußt. Der wohl bedeutendste Beitrag war die Einführung des Begriffes Grenzschicht für Strömungen mit kleinem Zähigkeitseinfluß. Aber auch in der Tragflügeltheorie, für kompressible Strömungen, für Windkanäle und für Versuchstechniken lieferte er wichtige Beiträge. Selbst in Meteorologie, Aeroelastizität und Plastizität sind seine grundlegenden Ansätze noch heute in Gebrauch.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Dieses Lehrbuch gibt in erster Linie dem Studenten der Ingenieurwissenschaften eine komprimierte Fassung der in die Hand, die ihm einen raschen Einstieg und klaren Überblick ermöglicht. Darüber hinaus liefert es dem in der Praxis tätigen Ingenieur ein Kompendium zur Behandlung technischer Anwendungen. Das Buch unterscheidet sich von anderen Strömungsmechanik-Lehrbüchern durch die Orientierung des gesamten Stoffes an den Kennzahlen (Reynolds- und Mach-Zahl) als ordnende Größen. Dementsprechend behandeln die Autoren - reibungsfreie und reibungsbehafte Strömungen eines inkompressiblen Mediums und - kompressible, reibungsfreie Strömungen (Gasdynamik). In einem Schlußkapitel werden anhand von Beispielen Mach- Reynolds-Zahl-Einflüsse und ihre Wechselwirkungen diskutiert.
Aktualisiert: 2022-05-26
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Die turbulente Flüssigkeitsbewegung stellt schlechthin das ungelöste Problem der Strömungslehre dar. Dabei handelt es sich hier um eine äußerst verbreitete Erschei nung, die die gesamte praktische Strömungsmechanik geradezu beherrscht. In be merkenswertem Kontrast hierzu steht die Feststellung, daß viele der Physiker und Ingenieure, die als hervorragende und keineswegs einseitige Experten der Strömungs lehre gelten, relativ wenig mit der Materie der turbulenten Strömungen vertraut sind. Ferner ist festzustellen, daß eine unübersehbare Fülle von Einzelveröffentlichungen existiert und daß laufend weitere Forschungsarbeiten zur Turbulenz erscheinen, daß es aber nur wenige Buchveröffentlichungen gibt, die als Lehrbuch geeignet sind. Im Vergleich zu den auf anderen Teilgebieten der Strömungslehre vorhandenen Büchern ist der Prozentsatz an Büchern über Turbulenz verschwindend gering. Ein deutsch sprachiges Buch, das die in den vergangenen drei Jahrzehnten erzielten Fortschritte der Turbulenz-Forschung angemessen behandelt, ist nicht verfügbar. Diese Sachlage mag den Versuch rechtfertigen, die bestehende Lücke zu schließen. Der Band soll eine Einführung in die Theorie vermitteln mit dem Ziel, die wesent lichen Tatsachen der turbulenten Strömungen dem Verständnis des Lesers nahezu bringen und ihn mit den Anwendungsmäglichkeiten der theoretischen Methoden vertraut zu machen. Der vorgegebene Umfang erforderte eine strenge Eingrenzung des Stoffes. Es werden nur sogenannte "ausgebildete turbulente" Strömungen behandelt. Auf die Stabilität der laminaren Strömungen und die Entstehung der Turbulenz wird nicht eingegangen.
Aktualisiert: 2023-04-01
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Das Buch bietet eine umfassende, systematische Darstellung der Impuls-, Wärme- und Stoffübertragung. Dabei wenden die Autoren konsequent asymptotische Methoden (große und kleine Werte der Reynolds-Zahlen oder anderer charakteristischer Kennzahlen) an und betonen die physikalischen Grundlagen. Zum Verständnis sind mathematische Grundkenntnisse erforderlich.
Aktualisiert: 2023-04-11
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Aktualisiert: 2023-02-01
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Heinz Herwig zeigt, dass turbulente Strömungen in Natur, Technik und im Alltag die Regel sind und nicht etwa die Ausnahme. Nicht zuletzt ist dies einer der Gründe, warum man sich mit der Physik turbulenter Strömungen befassen sollte. Dies geschieht hier anhand theoretischer und praktischer Fragestellungen. Turbulenz ist in diesem nicht als eigenständiges Phänomen gemeint, sondern tritt im Zusammenhang mit Strömungen von gasförmigen oder flüssigen Medien auf.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Heinz Herwig zeigt, dass turbulente Strömungen in Natur, Technik und im Alltag die Regel sind und nicht etwa die Ausnahme. Nicht zuletzt ist dies einer der Gründe, warum man sich mit der Physik turbulenter Strömungen befassen sollte. Dies geschieht hier anhand theoretischer und praktischer Fragestellungen. Turbulenz ist in diesem nicht als eigenständiges Phänomen gemeint, sondern tritt im Zusammenhang mit Strömungen von gasförmigen oder flüssigen Medien auf.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Diese Sammlung von biographischen Arbeiten sind dem Andenken Ludwig Prandtls anläßlich seines 125. Geburtstages gewidmet. Ludwig Prandtl, der Begründer der modernen Strömungsmechanik in Deutschland lehrte an der Universität in Göttingen für fast 50 Jahre. Prandtl wurde am 4. Februar 1875 in Freising, Bayern geboren. Nach Beginn seiner Universitäts-Karriere in Hannover folgte er einem Ruf an die Universität Göttingen und wurde dort zugleich Gründer der Aerodynamischen Versuchsanstalt (AVA), die heute noch als DLR-Standort weiterbesteht. Unter seinen Mitarbeitern und Studenten waren viele bekannte Wissenschaftler, wie Ackeret, Betz, Blasius, Blenk, Busemann, Görtler, von Kármán, Ludwieg, Oswatitsch, Schlichting und Tollmien. Seine Ideen und Veröffentlichungen haben die moderne Aerodynamik und Strömungsmechanik in vielen Feldern beeinflußt. Der wohl bedeutendste Beitrag war die Einführung des Begriffes Grenzschicht für Strömungen mit kleinem Zähigkeitseinfluß. Aber auch in der Tragflügeltheorie, für kompressible Strömungen, für Windkanäle und für Versuchstechniken lieferte er wichtige Beiträge. Selbst in Meteorologie, Aeroelastizität und Plastizität sind seine grundlegenden Ansätze noch heute in Gebrauch.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Aktualisiert: 2023-04-04
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Dieses Lehrbuch gibt in erster Linie dem Studenten der Ingenieurwissenschaften eine komprimierte Fassung der in die Hand, die ihm einen raschen Einstieg und klaren Überblick ermöglicht. Darüber hinaus liefert es dem in der Praxis tätigen Ingenieur ein Kompendium zur Behandlung technischer Anwendungen. Das Buch unterscheidet sich von anderen Strömungsmechanik-Lehrbüchern durch die Orientierung des gesamten Stoffes an den Kennzahlen (Reynolds- und Mach-Zahl) als ordnende Größen. Dementsprechend behandeln die Autoren - reibungsfreie und reibungsbehafte Strömungen eines inkompressiblen Mediums und - kompressible, reibungsfreie Strömungen (Gasdynamik). In einem Schlußkapitel werden anhand von Beispielen Mach- Reynolds-Zahl-Einflüsse und ihre Wechselwirkungen diskutiert.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Das Buch bietet eine umfassende, systematische Darstellung der Impuls-, Wärme- und Stoffübertragung. Dabei wenden die Autoren konsequent asymptotische Methoden (große und kleine Werte der Reynolds-Zahlen oder anderer charakteristischer Kennzahlen) an und betonen die physikalischen Grundlagen. Zum Verständnis sind mathematische Grundkenntnisse erforderlich.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Beitrag zur Erforschung des Einflusses der Reynolds-Zahl und der Oberflächenrauigkeit bei thermischen Turbokompressoren geleistet werden. Diese Aspekte können bei der Vorauslegung von Maschinen relevant werden, bei denen eine geänderte Reynolds-Zahl gegenüber dem Standard-Entwurf vorliegt. Für Turbomaschinen stellen typische Fälle beispielsweise die Skalierung einer Maschine von einem bekannten Entwurf, der Betrieb mit einem anderen Gas oder die Änderung des Eintrittsdruckniveaus dar.
Die Arbeit beleuchtet hierzu in einem ersten Abschnitt die Abläufe in der Grenzschicht in Bezug auf die Wandreibung. Nachfolgend werden Hintergründe zu Oberflächenrauigkeiten diskutiert. Eine Darstellung des Einflusses der Reynolds-Zahl und der Oberflächenrauigkeit auf das Betriebsverhalten eines Turbokompressors rundet die Grundlagen ab.
Anschließend wird ein Überblick über den historischen Forschungsverlauf gegeben. Eine detaillierte Beschreibung des Ansatzes von Casey und Robinson zur Abbildung des Reynolds- und Oberflächenrauigkeits-Einflusses bei Turbomaschinen ist der Kern dieses Kapitels. Es werden Ansätze zur Verschiebung des Wirkungsgrades, der Position des Wirkungsgrad-Maximums sowie der Druckziffer aufgezeigt.
Die Methodik wird anschließend anhand von Messdatensätzen aus der Industrie und aus Literaturquellen weiterentwickelt. Dabei wird ein Korrelationsansatz in Abhängigkeit von der Schluckziffer der Maschine abgeleitet. Numerisch gewonnene Ergebnisse von fünf Verdichter-Simulationen werden zu einer detaillierteren Betrachtung des Korrelationsansatzes herangezogen. Abschließend wird aufgezeigt, dass einfache theoretische Ansätze die aus den Messdaten sowie aus den numerischen Datensätzen ermittelten Trends bestätigen.
Aktualisiert: 2019-12-12
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Die turbulente Flüssigkeitsbewegung stellt schlechthin das ungelöste Problem der Strömungslehre dar. Dabei handelt es sich hier um eine äußerst verbreitete Erschei nung, die die gesamte praktische Strömungsmechanik geradezu beherrscht. In be merkenswertem Kontrast hierzu steht die Feststellung, daß viele der Physiker und Ingenieure, die als hervorragende und keineswegs einseitige Experten der Strömungs lehre gelten, relativ wenig mit der Materie der turbulenten Strömungen vertraut sind. Ferner ist festzustellen, daß eine unübersehbare Fülle von Einzelveröffentlichungen existiert und daß laufend weitere Forschungsarbeiten zur Turbulenz erscheinen, daß es aber nur wenige Buchveröffentlichungen gibt, die als Lehrbuch geeignet sind. Im Vergleich zu den auf anderen Teilgebieten der Strömungslehre vorhandenen Büchern ist der Prozentsatz an Büchern über Turbulenz verschwindend gering. Ein deutsch sprachiges Buch, das die in den vergangenen drei Jahrzehnten erzielten Fortschritte der Turbulenz-Forschung angemessen behandelt, ist nicht verfügbar. Diese Sachlage mag den Versuch rechtfertigen, die bestehende Lücke zu schließen. Der Band soll eine Einführung in die Theorie vermitteln mit dem Ziel, die wesent lichen Tatsachen der turbulenten Strömungen dem Verständnis des Lesers nahezu bringen und ihn mit den Anwendungsmäglichkeiten der theoretischen Methoden vertraut zu machen. Der vorgegebene Umfang erforderte eine strenge Eingrenzung des Stoffes. Es werden nur sogenannte "ausgebildete turbulente" Strömungen behandelt. Auf die Stabilität der laminaren Strömungen und die Entstehung der Turbulenz wird nicht eingegangen.
Aktualisiert: 2023-04-04
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