Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Die Präsentation wird geladen. Bitte warten

Jade Hochschule 雅德应用技术大学 Studienort Wilhelmshaven 校区:威廉港 Fachbereich Ingenieurwissenschaften 工学 Prof. Dr. Bernhard Winter Verfahrenstechnische Modellierung.

Ähnliche Präsentationen


Präsentation zum Thema: "Jade Hochschule 雅德应用技术大学 Studienort Wilhelmshaven 校区:威廉港 Fachbereich Ingenieurwissenschaften 工学 Prof. Dr. Bernhard Winter Verfahrenstechnische Modellierung."—  Präsentation transkript:

1 Jade Hochschule 雅德应用技术大学 Studienort Wilhelmshaven 校区:威廉港 Fachbereich Ingenieurwissenschaften 工学 Prof. Dr. Bernhard Winter Verfahrenstechnische Modellierung 过程工艺模型化 - in der Lehre und Forschung / 在教学和研究中 - 1.Beispiele von Systemen und Prozessen in der Verfahrenstechnik 过程工艺中的系统和程序示例 2.Modellarten 模型类型 3. Projekte 项目 Provinz AnhuiProvinz Zhejiang Partneruniversität: 合作伙伴

2 1. Beispiele von Systemen und Prozessen in der Verfahrenstechnik 过程工艺体系和程序示例 Einteilung der Verfahrenstechnik in verschiedene Fachgebiete: 各专业领域中的过程工艺 - Mechanische Verfahrenstechnik 机械工艺过程 - Thermische Verfahrenstechnik 热工艺过程 - Chemische Verfahrenstechnik 化学工艺工程 - Bioverfahrenstechnik 生物工艺工程 Industrielle Anlagen 工业装备 ∘ Mechanische Verfahrenstechnik: 机械工艺过程 Dekanter (Schneckenzentrifuge), 螺旋离心机 GEA Westfalia Trennung Erdölschlamm 石油残留物分离 Auslegung: Drehzahl, Geometrie, Stoffströme 分析: 转速、结构、流向

3 ∘ Thermische Verfahrenstechnik: 热工艺过程 Rektifikationskolonne 炼油塔 Erdöl 石油 生产商: Maschinen- und Anlagenbau GmbH Grimma Auslegung / 分析 : Höhe, Durchmesser, Energiebedarf 高度、直径、能源需求

4 Einbandtrockner, Babcock-BSH GmbH 隧道烘干 Lebensmittelindustrie, Teigwaren 食品工业、面食产品 Auslegung / 分析 : Trocknungszeit (Bandlänge, Bandgeschwindigkeit), Luft-, Wärmebedarf 干燥时间(传送带长度及速度)、空气和温度需求

5 2. Modellarten 模型类型 ∘ Künstliche Modelle (mathematische Modelle) 人工模型 (数学模型) ∘ Natürliche Modelle (Labor-, Technikumsanlagen) 自然模型(实验和技术设备) 2.1. Mathematische Modelle 数学模型 ∘ Naturwissenschaftlich begründetes Modell 自然科学建立的模型 ∘ Stark vereinfachtes naturwissenschaftlich begründetes Modell 简化建模 Genauigkeit ∘ Modell durch Ähnlichkeitstheorie 近似理论模型 nimmt ab! ∘ Statistisches Modell 统计模型 Naturwissenschaftlich begründetes Modell 自然科学建立的模型 Allgemeine Transportbilanz der Verfahrenstechnik für folgende Erhaltungsgrößen: 针对下列参数的一般过程工艺传导平衡 ∘ Wärme/Energie 热量 / 能量 ∘ Masse 质量 ∘ Impuls 脉动 准确度逐 渐下降

6 Zeitterm = Konvektionsterm + Konduktionsterm + Übergangsterm + Quellterm 时间因素 = 对流因素 + 传导因素 + 过渡因素 + 热源因素 Beispiel:Komplette Wärme-/Energietransportbilanz in kartesischen Koordinaten: 总热量 - 能量衡算 Simultane Lösung von drei Gleichungen für die Wärme/Energie, Masse und Impuls nicht möglich. Zeitterm 时间因素 Konvektionsterm 对流因素 Konduktionsterm 传导因素 Übergangsterm 过渡因素 Qellterm 热源因素 a = λ /(c p ρ ) Temperaturleitzahl, m²/s

7 Anwendung 应用 : Instationäre Wärmeleitung in einer Platte 板内的非稳态热传递 Zeitfunktion der Temperaturverteilung 温度分配的时间方程 Zeitterm 时间因素 Konduktionsterm 传导因素

8 2.2. Natürliche Modelle 自然模型 ∘ Größenabstufung: 大小标度 Laboranlage 实验室设备 Kleintechnische Anlage 小型实验装备 Pilotanlage 早期设备 Industrielle Anlage 工业设备 Maßstab 标准 ∘ Laboranlage: 实验室装置 Laboranlage zur Wasserdampfdestillation, schonende Reinigung hochsiedender Stoffe: Terpentin 水蒸气蒸馏实验装置,保护高沸点物质提纯:松节油

9 ∘ Kleintechnische Anlage 小型实验装置 Drehzellenfilter: 过滤机 Gips, Kieselgur Kontinuierliche Rektifikationskolonne (Filmkolonne, Metall-Strickpackungen): Ethanol-Wasser

10 3. Projekte 项目 3.1. Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Wäsche (Forschungsauftrag ) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung): 脱销催化剂 Wabenkatalysator-Stücke aus Keramik 蜂窝催化剂 - 陶瓷件 SCR-Reaktor Element: 900 mm x 150 mm x 150 mm Drei Lagen: x 3 = Elemente 6 NO NH 3 → 7 N H 2 O

11 -Situation: Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen. - 情况:一发电厂计划在反应器中加入催化剂进行清洗 - Auftrag 任务 : · Wasseraufnahmevermögen der Elemente (50 t) 用水( 50t ) · Trocknungsverhalten 干燥 - Lösung 解决方案 : Messung der Trocknungsverlaufskurven 测量干燥曲线 ∘ Labor-Konvektionstrockner: 实验室对流烘干器 ∘ Mathematisches Modell für die Trocknungszeit,“Konstante Luft- zustände” : 干燥时间数学模型 t ges Trocknungszeit, min 烘干时间,分钟 K 1 Kinetische Konstante, 1/min 动力常数 ∘ Kinetische Gleichung 动力学式

12 ∘ Trocknungsverlaufskurven,  = 300 mm 干燥曲线 weitere Kurven für 其它曲线 :  = 150, 600 und 900 mm ∘ Maßstabsübertragung auf drei Lagen = 3 · 900 = mm: 放大至 - Ergebnis bei 40 und bei 20°C: · Trocknungszeit 干燥时间 : t = 9,1 und 11,5 h · Trocknungsluftstrom 干燥空气流: = 1,052 ⋅ 10 6 m³/h

13 3.2. Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen für die Gewässer- belüftung, 2012, Projekt LÜCKING, LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule): 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr, Propeller, Schwimmkörpern: 导管螺旋桨 Modell: Freistrahl als Zylinder, Kegelstumpf, 截头圆锥

14 ∘ Impulsstrombilanz für das Segment I und für alle folgenden Bilanzgebietet: 区段衡算 mit: ∘ Quadratische Gleichung als Lösung: 二次方程式 İImpulsstrom, N F τ Reibungskraft, N F G Schwerkraft, N F A Auftriebskraft, N wGeschwindigkeit, m/s rRadius, m Länge, m Ortsvektor: 位置矢量 Unbekannte

15 ∘ Beispiel 1, Mathcad-Datei: “Modellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-s.mcdx”: ⋅ Elektrische Leistung des Propellers: 2 kW ⋅ Neigungswinkel der Anlage von der Senkrechten, β 2 :30 ° ⋅ Leitrohrradius der Anlage r 2 :0,7 m ⋅ Temperatur des Gewässers, Oberfläche:20 °C 10 m Tiefe:15 °C ⋅ Flankenwinkel des Freistrahls, Kegel- stumpfes, α:15 ° · Ergebnis: Bahnkurve: nichtisotherm 非等温曲线

16 ∘ Beispiel 2, Mathcad-Datei: “Modellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-s.mcdx”: ⋅ wie Beispiel 1 aber isotherm ∘ Beispiel 3, Mathcad-Datei: “Modellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-s.mcdx”: ⋅ wie Beispiel 1 (isotherm) aber 60° Beispiel 1 Bahnkurve12-60:60 ° zur Senkrechten Bahnkurve12-30:30 ° zur Senkrechten Bahnkurve 13: isotherm 等温线 Bahnkurve 12: nichtisotherm 非等温线


Herunterladen ppt "Jade Hochschule 雅德应用技术大学 Studienort Wilhelmshaven 校区:威廉港 Fachbereich Ingenieurwissenschaften 工学 Prof. Dr. Bernhard Winter Verfahrenstechnische Modellierung."

Ähnliche Präsentationen


Google-Anzeigen