Die nichtstationären Strömungsvorgänge und der Wärmeübergang by Hans Friedrich Klein

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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Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer publication documents mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen.

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Die gesamte Lange des bei der Berechnung verwendeten Rohres betragt dann L 180 cm g Der Durehmesser des Ersatzrohres wird so gewahlt, daB das Rohrvolumen gleich dem Geratevolumen ist. Er ist dann = 2,0 em d Die Verbrennungszeit und die Flammfrontgeschwindigkeit mussen ge~chatzt werden. Als Anhaltspunkt fur ihre GreBenordnung diene Folgendes: Die gesamte Verbrennung dauert ungefahr eine halbe Periode (vgl. ). Innerhalb dieses Zeitraumes, der sich aus der Frequenz ergibt, muB also das eingebraehte Gemisch verbrannt sein.

28_. -- . - • • 3400 ~ - - ',I(' ro 0 ••_ ~ -. • ": ! l% ~ - ~ ~~ ~ ~ • • •• -Re"c J800 I m4200 A b b i 1 dun g 5000 4600 33 Abhangigkeit der NUSSELTschen Zahl Nu von der REYNOLDSschen Zahl Re- m o LA = 660 mm, fm ~ 111/sec aus der gesamten Rohrlange ermittelte MeBwerte • aus einzelnen Rohrabschnitten ermittelte MeBwerte 44 LA=660 mm 40 36 32 fm ~ 1 11/sec Nu t LA =1170 mm fm ~ 89/sec Stromung ____~--~~~_r-------stationare Stromung 16 ______~~--~~+_------~~------_+--------~--------+_------~ 3500 4000 4500 5000 A b b i 1 dun g Seite 61 500 34 6000 Forschungsberichte des Wirtschafts- und Verkehrsministeriums Nordrhein-Westfalen In Abbilriung 33 ist dasselbe Diagramm fur das kurze Rohr eingezeichnet.

Es ist deshalb wichtig, um hohe Drticke im Gerat zu erzielen, die Verbrennun~ moglichst nahe am EinlaBventil vor sich gehen zu lassen. u ......... ,.. / ... o '""- " ~ """'- • Z 14 -" , -20 ..... r 1'i 0 A b b i 1 dun g i ~ -20 16,0 27 Geschwindigkeitsverlauf wahrend einer Periode in einzelnen Rohrabschnitten Seite 50 ....... ~ "- / -20 ~ ........ -20 """IIiiiI 20/ t ...... '\. '\. L o V 40 u 1 o .......... - ~ ...... ; """"" 40 u :~ '"" -20 2 I~ ..... 00 1<\ LA -............. ~ V 1 ~ ,,-0 - 40 (Z = t ~QO) -..........

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