Dynamisches Verhalten und Modellierung eines Sorptionswärmetransformators:
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| Format: | Hochschulschrift/Dissertation Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI Verl.
1997
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| adam_text | Titel: Dynamisches Verhalten und Modellierung eines Sorptionswärmetransformators
Autor: Bergmann, Thomas
Jahr: 1997
SCHRITT- m MM^M BERICHTEmW^^J Dipl.-Ing. Thomas Bergmann, Leipzig Dynamisches Verhalten und Modellierung eines Sorptionswärmetransformators Reihe 19 : Wärmetechnik/ Kältetechnik Nr. 97
Inhaltsübersicht Inhaltsübersicht 1 Einordnung der Arbeit in den Entwicklungsstand der Sorptionswärmetransformation...............1 1.1 Zur Entwicklung der Wärmetransformation..........................................................................2 1.2 Der Absorber.........................................................................................................................3 2 Dynamisches Verhalten eines Wärmetransformators...................................................................8 2.1 Aufbau der V ersuchsanlage.................................................................................................10 2.1.1 Der Wärmetransformationsprozeß...............................................................................10 2.1.2 Äußere Kreisläufe........................................................................................................11 2.1.3 Innere Kreisläufe..........................................................................................................13 2.1.4 Apparatetechnischer Aufbau........................................................................................13 2.1.5 Meßtechnik..................................................................................................................15 2.1.6 Regelung......................................................................................................................16 2.1.7 Das Arbeitsstoffgemisch NaOH - H 2 O........................................................................17 2.2 Betriebsverhalten.................................................................................................................18 2.2.1 An- und Abfahrvorgang...............................................................................................18 2.2.1.1 Abfahren der Anlage............................................................................................18 2.2.1.2 Anfahren der
Anlage............................................................................................19 2.2.2 Stationärer Betrieb.......................................................................................................19 2.2.2.1 Prozeßparameter...................................................................................................19 2.2.2.2 Bilanzen und Kenngrößen am Prozeß..................................................................21 2.3 Dynamik des Prozesses........................................................................................................22 2.3.1 An- und Abfahrverhalten.............................................................................................22 2.3.1.1 Anfahren nach Kurzabschaltung..........................................................................22 2.3.1.2 Abfahren für Langzeitabschaltung.......................................................................25 2.3.1.3 Anfahren nach Langzeitabschaltung....................................................................26 -V-
Inhaltsübersicht 2.3.2 Übergangsverhalten.....................................................................................................27 2.3.2.1 Veränderung des Lösungsumlaufes......................................................................27 2.3.2.2 Veränderung der Heißwassertemperatur..............................................................29 2.3.2.3 Veränderung des Heißwasserstromes in Verdampfer und Desorber....................33 2.3.2.4 Veränderung des Heißwasserstromes im Absorber.............................................36 2.3.2.5 Veränderung des Kühlwasserstromes..................................................................38 2.3.3 Trägheitsverhalten........................................................................................................39 2.3.4 Vergleich mit den Ergebnissen der Modellrechnung...................................................42 3 Untersuchungen zur Hydrodynamik im Absorber......................................................................44 3.1 Aufbau der Versuchsanlage.................................................................................................44 3.2 Querstrom............................................................................................................................45 3.3 Flüssigkeitsstrahlabstand.....................................................................................................50 4 Modellierung des Rieselabsorbers..............................................................................................57 4.1 Anpassung an die Gerätegeometrie.....................................................................................57 4.2 Abfließmodell......................................................................................................................58 4.3
Rieselfilmberechnung..........................................................................................................60 4.3.1 Modell des Rieselfilmes...............................................................................................60 4.3.2 Einfluß der Oberflächenspannung...............................................................................67 4.3.3 Rechenergebnisse und Schlußfolgerungen..................................................................71 4.4 Berechnung des Stoff- und Wärmeüberganges...................................................................74 4.4.1 Stoff- und Energiebilanz an der Phasengrenzfläche....................................................74 4.4.2 Stoff- und Wärmeübergang im Film............................................................................75 4.4.3 Stoff- und Wärmeübergang im Strahl..........................................................................78 4.5 Ergebnisse............................................................................................................................81 4.5.1 Allgemein.....................................................................................................................81 -VI-
Inhaltsübersicht 4.5.2 Parametervariation.......................................................................................................83 4.5.2.1 Variation der Berieselungsdichte.........................................................................84 4.5.2.2 Variation des Wendelrohrdurchmessers..............................................................85 4.5.2.3 Variation des Wendelabstandes...........................................................................87 4.5.2.4 Variation der Rohrwendelanzahl..........................................................................88 4.5.3 Vergleich mit Meßwerten............................................................................................88 5 Zusammenfassung.......................................................................................................................91 Anhang: A Meßstellenplan.......................................................................................................................98 B Berechnung der Stoff- und Wärmeübergangskoeffizienten.................................................101 B.l Gasseitiger Wärmeübergang.........................................................................................101 B. 1.1 Wärmeübergang am Strahl...................................................................................101 B. 1.2 Wärmeübergang am Film.....................................................................................102 B.2 Stoffübergang im Flüssigkeitsstrahl.............................................................................103 B.3 Wärmeübergang im Flüssigkeitsstrahl.........................................................................103 B.4 Stoffübergang im Film..................................................................................................103 B.5 Wärmeübergang im
Film..............................................................................................104 B.6 Wärmeübergang Film - Rohrwand...............................................................................105 B. 7 Wärmeübergang im Kühlwasser...................................................................................105 C Stoffdatenberechnung...........................................................................................................108 C. 1 Stoffdaten für Wasser in flüssiger Form.......................................................................108 C. l.l Dichte....................................................................................................................108 C. 1.2 Dynamische Viskosität.........................................................................................108 C.1.3 Spezifische Wärmekapazität.................................................................................109 C.l .4 Wärmeleitfähigkeit...............................................................................................110 C.1.5 Dampfdruck..........................................................................................................HO -VII-
Inhaltsübersicht C.2 Stoffdaten für gesättigten Wasserdampf.......................................................................111 C.2.1 Kinematische Viskosität.......................................................................................111 C.2.2 Temperaturleitfähigkeit.........................................................................................111 C.2.3 Wärmeleitfähigkeit...............................................................................................112 C.2.4 Spezifische Enthalpie............................................................................................112 C.3 Stoffdaten für NaOH-Lösung.......................................................................................113 C.3.1 Dichte....................................................................................................................113 C.3.2 Dynamische Viskosität.........................................................................................113 C.3.3 Oberflächenspannung...........................................................................................114 C.3.4 Spezifische Wärmekapazität.................................................................................114 C.3.5 Wärmeleitfähigkeit...............................................................................................115 C.3.6 Diffusionskoeffizient............................................................................................116 C.3.7 Phasengleichgewicht.............................................................................................117 C.3.8 Spezifische Enthalpie............................................................................................118 -VIII-
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