Die nichtstationären Strömungsvorgänge und der Wärmeübergang by Hans Friedrich Klein PDF

By Hans Friedrich Klein

Die vorliegende Arbeit entstand im Rahmen eines Forschungsprogrammes tiber instationare Rohrstromungen am Aerodynamischen Institut der Rheinisch Westfalischen Technischen Hochschule Aachen. An dieser Stelle mochte ich dem Institutsleiter, Herrn Professor Dr. Ing. F. SEEWALD, danken ftir die gewahrte Moglichkeit der Durchfuhrung der Ar beit und fur das Interesse, welches er ihr entgegengebracht hat. Meinem le der schon verstorbenen Lehrer, Berrn Professor Dr. Ing. P. HADLATSCH, bin ich ftir die Aufgabenstellung, fur seine wissenschaftliohe Anregung und Forderung zu stetem Dank verpflichtet. Der Dozentur ftir Warme-, Kalte- und Verfahrenstechnik und ihrem Leiter, Berrn Professor Dr. W. LINKE, moehte ioh flir Ratsehlage bei der Durehfuh rung der warmeteehnischen Messungen und fur die Uberlassung von MeBgeraten, sowie Herrn Dr. Ing. H. ZELLER ftir Ratsehlage und ftir wissenschaftliche Anregung, ebenfalls danken. Weiterhin sei gedankt dem Wirtschafts- und Verkehrsministerium von Nordrhein Westfalen flir die Bereitstellung von Mitteln, sowie den Houbenwerken Aachen, welche die Arbeit zeitweise unterstlitzten. II. Einleitung Durch die technische Entwicklung in den letzten Jahrzehnten hat die Unter suchung nichtstationarer Stromungsvorgange erheblich an Bedeutung gewonnen. Auf Grund dieser Tatsaehe wurde in den letzten Jahren eine Anzahl von Ar beiten veroffent1icht, die sieh speziel1 mit der instationaren Rohrstro mung befassen [5,6,7,13,15,27,28,29,35J. Dadurch wurden auf einer Reihe von Gebieten neue Erkenntnisse und Fortschritte erzielt. So konnte z.B.

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2 Die Verarbeitung der Metalle durch Formanderung kann erfolgen: 1. durch Schmelzen und GieBen in Formen, 2. durch gegenseitige Verschiebung der einzelnen Teilchen eines Korpers durch Schlag, Druck oder Zug (Schmieden, Walzen, Ziehen usw. ), three. durch Teilung eines oder Zusammenfiigung verschiedener Metall korper.

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Es wird also Masse von auBen ins Rohr gesaugt. Die Reflexion ergibt jetzt das Element einer Druckwelle, welches nach An- kunft am diesmal geschlossenen Luftventil den Zustand 26 erreicht (u = 0). 1m X-Z-Diagramm erhalt man die Richtung der Storlinien nach Gleichung (5), unter Verwendung eines entsprechenden Hilfsdiagrammes. Man setzt dabei fUr U und A Mittelwerte ein. B. den Zustand 8b im Zustandsdiagramm. Fur die Lebenslinien der Massenteilchen gilt die Gleichung ~~ = ~ U. Sie wer- den in derselben Weise konstruiert, wie die Storlinien.

Und m m 8000 29 in Abhangigkeit ftir ein Rohr von 1170 mm Lange bei stationarer Stromung Nu , Re : tiber das ganze Rohr gemittelte Werte m m ______ ausgebildete Stromung, ge~echnet nach der Beziehung: _ 6. Re-1/8(pr+1) _ _ _ Einlaufstromung Sei te o • 57 MeBpunkte Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen In Abbildung 29 sind die MeBergebnisse der Untersuchungen bei stationarer Stromung eingetragen. Die ausgezogene Kurve wurde nach Gleichung (22) errechnet.

Die jeweilige mittlere Gasgeschwindigkeit ist dann: u V =F" Seite 53 (26) Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen Die Rohrflache ist: n' d 2 4 F Mit Gleichung (34): . T1 . 4 V . 1 k wobei k IX. -~-- = _1_ + b + 1 aa X cx. w exa Warmeleitzahl des Rohrmaterials Warmeubergangszahl von Rohr an das Kuhlwasser ergibt folgendes: 1m Durchschnitt flieBen durch das Kuhlsystem ca. 230 kg/h Wasser mit einer mittleren Temperatur von ca. 4o o C. Der hydraulische Durchmesser der KUhlwasserleitung betragt 3 mm.

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