Dynamik realer Gase

Grundlagen, Berechnungen und Daten für Thermogasdynamik, Strömungsmechanik und Gastechnik

AvDieter Rist

Häftad, Tyska, 2011

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Dieses Werk über die Dynamik und Thermodynamik industrieller Gase ist wegen seiner Vollständigkeit und Genauigkeit eine einzigartige Informationsquelle für Ingenieure in der Gasindustrie, der Triebwerks- und Turbinentechnik, dem Rohrleitungs -und Behälterbau, der chemischen Industrie und verwandter Felder.

Produktinformation

Utgivningsdatum:2011-10-14
Mått:155 x 235 x 46 mm
Vikt:1 282 g
Format:Häftad
Språk:Tyska
Antal sidor:842
Förlag:Springer-Verlag Berlin and Heidelberg GmbH & Co. KG
ISBN:9783642648229

Utforska kategorier

Innehållsförteckning

1. Einleitung.- 2. Thermodynamische Eigenschaften der Realgase.- 2.1 Gegeniiberstellung Idealgas, halbideales Gas, Realgas.- 2.2 Ideale Gaskonstante, Normgaskonstante und Normdichte.- 2.3 Kritische Zustandsgr often, reduzierte Zustandsgroßen und Korrespondenzprinzip.- 2.4 Realgasfaktor Z und Kompressibilitatszahl K.- 2.5 Gradienten des Realgasfaktors und der Kompressibilitatszahl.- 2.6 Spezifische Warmekapazitaten cp und cu , Isentropenexponent K.- 2.7 Weitere thermodynamischen Gaseigenschaften.- 3. Thermodynamische Grundlagen.- 3.1 Zustandsgrößien und Zustandsgleichung.- 3.2 Enthalpie- und Entropieänderungen.- 3.3 Beziehungen des Isentropenexponenten und der spezifischen Warmekapazitaten von Realgasen.- 3.4 Polytrope und isentrope Druck-, Temperatur- und Dichteänderungen.- 3.5 Polytropenexponent n.- 3.6 Joule-Thomson-Effekt.- 3.7 Druckwellen- und Schallgeschwindigkeit.- 4. Bewegungsgleichungen der stationären und instationären Strömung.- 4.1 Allgemeine eindimensionale Fluid-Bewegung.- 4.2 Erhaltungssätze (Bewegungsgleichungen).- 4.3 Bedeutung der Machzahl.- 4.4 Untersuchung möglicherVereinfachungenderBewegungsgleichungen.- 4.5 Vereinfachte Erhaltungssätze (Bewegungsgleichungen).- 5. Totalzustand und statischer Zustand einer Strömung.- 5.1 Instationäre Strömung (Instationäre Expansion).- 5.2 Stationäre Strömung.- 6. Vollständiges System der Strömungs-Grundgleichungen.- 6.1 Strömungsgroßen und Gleichungssystem.- 6.2 Vereinfachungen des Gleichungssystems.- 6.3 Vereinfachung der mathematischen Darstellung der Gaseigenschaften.- 6.4 Korrekturen für Realgaseffekte.- 6.5 Realgaseffekte bei hohen Geschwindigkeiten.- 7. Stationäre Düsenströmung und Durchsatzbegrenzung.- 7.1 Verlustbehaftete Düsenströmung von Idealgas.- 7.2 VerlustbehafteteDüsenströmung von Realgas.- 7.3 Numerische Simulation kompressibler Düsenströmungen.- 8. Stationäre Gasströmung im Rohr.- 8.1 Verlustbehaftete inkompressible Rohrstromung.- 8.2 Verlustbehaftete kompressible Rohrstromung.- 8.3 Gasströmung aus großen Hochdruck-Kesseln mit langer Austritts-Rohrleitung.- 9. Gasdynamische Stöße der Rohrströmung.- 9.1 Plötzliche Rohrerweiterung: Borda-Carnot-Stoß.- 9.2 Überschall-Unterschall-Sprung: Geradstoß.- 9.3 Meßergebnisse zu Stoßen in stationarer Realgasströmung.- 9.4 Stöße instationärer Strömungsvorgänge.- 10. Nichtgleichgewichts- und Zweiphasenströmungen.- 10.1 Thermodynamische Grundlagen.- 10.2 Berechnungsgrundlagen von Zweiphasenströmungen.- 10.3 Transportgleichungen stationärer Zweiphasenströmungen.- 10.4 Kanalströmungen mit Kondensation.- 10.5 Laufende Forschung iiber Mehrphasenströmungen und Wärmeübertragung.- 11. Drall in Kanalströmungen.- 11.1 Dreidimensionaler Charakter von Drallströmungen.- 11.2 Zur Berechnung von Drallströmungen.- 11.3 Verluste in Drallströmungen.- 11.4 Drallströmungen in Rohren mit abrupten Querschnittsänderungen.- 12. Instationäre Expansion von Gasen in Kesseln und Rohren.- 12.1 Entleerung von gasgefüllten Kesseln.- 12.2 Instationäre Entleerung von gasgefüllten Rohren.- 13. Lecks in Gasrohren und Rohrleitungssystemen.- 13.1 Leckentstehung.- 13.2 Auswirkungen der relativen Leckgröße.- 13.3 Berechnung der Auswirkungen eines Leeks in Rohrleitungssystemen.- 13.4 Änderungen des Durchsatzes und dynamischen Drucks in Rohrleitungssystemen infolge von Leeks.- 13.5 Absenkung des statischen Drucks in Rohrleitungssystemen infolge von Leeks.- 13.6 Gefährdung, Überwachungs- und Sicherheitseinrichtungen an Gashochdruckleitungen.- 14. Dynamisch beaufschlagte Systeme.- 14.1Technische Beispiele.- 14.2 Nicht-lineare Theorie der allgemeinen Fluidbewegung.- 14.3 Lineare Theorie der allgemeinen Fluidbewegung.- 14.4 Vergleich von Meß- und Berechnungsergebnissen.- 15. Erdkrater durch Leitungsbrüche.- 15.1 Kraterformen und -großen.- 16. Hochdruck-Freistrahlen.- 16.1 Räumliche Entwicklung von Hochdruck-Freistrahlen.- 16.2 Überschall-Freistrahlen (Unterexpandierte Freistrahlen).- 16.3 Freistrahlbereiche und Ausblasebedingungen.- 16.4 Freistrahlen aus kreisrunden Längsdüsen.- 16.5 Freistrahlen aus kreisrunden Querdüsen.- 16.6 Freistrahlen aus Schlitzdüsen.- 16.7 Umkehr-Freistrahlen.- 16.8 Freistrahlen und Umgebung aus ungleichen Stoffen bzw. mit ungleichen Temperaturen.- 16.9 Diffusionsflammen.- 16.10 Fernfeld von Freistrahlen.- 17. Kontraktions-, Verlust-, und Durchflußkoeffizienten von Innenströmungen.- 17.1 Literatur mit Datensammlungen.- 17.2 Strömungskontraktion und Durchflußkoeffizienten.- 17.3 Verlustkoeffizienten.- 18. Literatur und Quellen.- Namenverzeichnis.- Symbolverzeichnis.

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1. Einleitung.- 2. Thermodynamische Eigenschaften der Realgase.- 2.1 Gegeniiberstellung Idealgas, halbideales Gas, Realgas.- 2.2 Ideale Gaskonstante, Normgaskonstante und Normdichte.- 2.3 Kritische Zustandsgr often, reduzierte Zustandsgroßen und Korrespondenzprinzip.- 2.4 Realgasfaktor Z und Kompressibilitatszahl K.- 2.5 Gradienten des Realgasfaktors und der Kompressibilitatszahl.- 2.6 Spezifische Warmekapazitaten cp und cu , Isentropenexponent K.- 2.7 Weitere thermodynamischen Gaseigenschaften.- 3. Thermodynamische Grundlagen.- 3.1 Zustandsgrößien und Zustandsgleichung.- 3.2 Enthalpie- und Entropieänderungen.- 3.3 Beziehungen des Isentropenexponenten und der spezifischen Warmekapazitaten von Realgasen.- 3.4 Polytrope und isentrope Druck-, Temperatur- und Dichteänderungen.- 3.5 Polytropenexponent n.- 3.6 Joule-Thomson-Effekt.- 3.7 Druckwellen- und Schallgeschwindigkeit.- 4. Bewegungsgleichungen der stationären und instationären Strömung.- 4.1 Allgemeine eindimensionale Fluid-Bewegung.- 4.2 Erhaltungssätze (Bewegungsgleichungen).- 4.3 Bedeutung der Machzahl.- 4.4 Untersuchung möglicherVereinfachungenderBewegungsgleichungen.- 4.5 Vereinfachte Erhaltungssätze (Bewegungsgleichungen).- 5. Totalzustand und statischer Zustand einer Strömung.- 5.1 Instationäre Strömung (Instationäre Expansion).- 5.2 Stationäre Strömung.- 6. Vollständiges System der Strömungs-Grundgleichungen.- 6.1 Strömungsgroßen und Gleichungssystem.- 6.2 Vereinfachungen des Gleichungssystems.- 6.3 Vereinfachung der mathematischen Darstellung der Gaseigenschaften.- 6.4 Korrekturen für Realgaseffekte.- 6.5 Realgaseffekte bei hohen Geschwindigkeiten.- 7. Stationäre Düsenströmung und Durchsatzbegrenzung.- 7.1 Verlustbehaftete Düsenströmung von Idealgas.- 7.2 VerlustbehafteteDüsenströmung von Realgas.- 7.3 Numerische Simulation kompressibler Düsenströmungen.- 8. Stationäre Gasströmung im Rohr.- 8.1 Verlustbehaftete inkompressible Rohrstromung.- 8.2 Verlustbehaftete kompressible Rohrstromung.- 8.3 Gasströmung aus großen Hochdruck-Kesseln mit langer Austritts-Rohrleitung.- 9. Gasdynamische Stöße der Rohrströmung.- 9.1 Plötzliche Rohrerweiterung: Borda-Carnot-Stoß.- 9.2 Überschall-Unterschall-Sprung: Geradstoß.- 9.3 Meßergebnisse zu Stoßen in stationarer Realgasströmung.- 9.4 Stöße instationärer Strömungsvorgänge.- 10. Nichtgleichgewichts- und Zweiphasenströmungen.- 10.1 Thermodynamische Grundlagen.- 10.2 Berechnungsgrundlagen von Zweiphasenströmungen.- 10.3 Transportgleichungen stationärer Zweiphasenströmungen.- 10.4 Kanalströmungen mit Kondensation.- 10.5 Laufende Forschung iiber Mehrphasenströmungen und Wärmeübertragung.- 11. Drall in Kanalströmungen.- 11.1 Dreidimensionaler Charakter von Drallströmungen.- 11.2 Zur Berechnung von Drallströmungen.- 11.3 Verluste in Drallströmungen.- 11.4 Drallströmungen in Rohren mit abrupten Querschnittsänderungen.- 12. Instationäre Expansion von Gasen in Kesseln und Rohren.- 12.1 Entleerung von gasgefüllten Kesseln.- 12.2 Instationäre Entleerung von gasgefüllten Rohren.- 13. Lecks in Gasrohren und Rohrleitungssystemen.- 13.1 Leckentstehung.- 13.2 Auswirkungen der relativen Leckgröße.- 13.3 Berechnung der Auswirkungen eines Leeks in Rohrleitungssystemen.- 13.4 Änderungen des Durchsatzes und dynamischen Drucks in Rohrleitungssystemen infolge von Leeks.- 13.5 Absenkung des statischen Drucks in Rohrleitungssystemen infolge von Leeks.- 13.6 Gefährdung, Überwachungs- und Sicherheitseinrichtungen an Gashochdruckleitungen.- 14. Dynamisch beaufschlagte Systeme.- 14.1Technische Beispiele.- 14.2 Nicht-lineare Theorie der allgemeinen Fluidbewegung.- 14.3 Lineare Theorie der allgemeinen Fluidbewegung.- 14.4 Vergleich von Meß- und Berechnungsergebnissen.- 15. Erdkrater durch Leitungsbrüche.- 15.1 Kraterformen und -großen.- 16. Hochdruck-Freistrahlen.- 16.1 Räumliche Entwicklung von Hochdruck-Freistrahlen.- 16.2 Überschall-Freistrahlen (Unterexpandierte Freistrahlen).- 16.3 Freistrahlbereiche und Ausblasebedingungen.- 16.4 Freistrahlen aus kreisrunden Längsdüsen.- 16.5 Freistrahlen aus kreisrunden Querdüsen.- 16.6 Freistrahlen aus Schlitzdüsen.- 16.7 Umkehr-Freistrahlen.- 16.8 Freistrahlen und Umgebung aus ungleichen Stoffen bzw. mit ungleichen Temperaturen.- 16.9 Diffusionsflammen.- 16.10 Fernfeld von Freistrahlen.- 17. Kontraktions-, Verlust-, und Durchflußkoeffizienten von Innenströmungen.- 17.1 Literatur mit Datensammlungen.- 17.2 Strömungskontraktion und Durchflußkoeffizienten.- 17.3 Verlustkoeffizienten.- 18. Literatur und Quellen.- Namenverzeichnis.- Symbolverzeichnis.