Berechnungen und Messungen an einer thermisch betriebenen Pumpe zum Fördern von Flüssigkeiten im Siedebereich
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
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| Veröffentlicht: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1996
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| Schriftenreihe: | Verein Deutscher Ingenieure: [Fortschritt-Berichte VDI / 3]
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Autor: Hincke, Peter
Jahr: 1996
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Peter Hincke, Essen Berechnungen und Messungen an einer thermisch betriebenen Pumpe zum Fordern von Flüssigkeiten im Siedebereich Reihe 3 : Verfahrenstechnik Nr. 441 VM VERLAG
IV Inhaltsverzeichnis Formelzeichen und Indizes......................... VI 1 Einleitung.................................................................................................................... 1 2 Arbeitsweise der Absorptionskähemaschine................................................................. 2 3 Klassifikation von Pumpen........................................................................................... 7 4 Das Funktionsprinzip der thermisch betriebenen Pumpe............................................... 9 5 Energetische Bilanzierung der Vorgänge innerhalb der Pumpe.....................................12 5.1 Berechnung des Energieaufwandes der Pumpe beim Fördern von ReinstofFen.......................................................................................................15 5.2 Der minimal e Energieaufwand beim Fördern von ReinstofFen...........................19 5.3 Berechnung der benötigten Eigenschaften von ReinstofFen und Gemischen.......21 5.4 Überschlägige Berechnung der verwendeten thermophysikalischen Eigenschaften...................................................................................................23 6 Berechnung der Stofizustände in der Pumpe beim Fördern von Gemischen..................28 6.1 Bilanzierung der thermophysikalischen Größen innerhalb des Pumpengehäuses..............................................................................................28 6.2 Iterationsverfahren zur Bestimmung der notwendigen Stoffwerte.....................31 6.3 Ansätze zur vereinfachten Berechnung der Stofizustände innerhalb der Pumpe..............................................................................................................37 6.4 Der minimal e Energiebedarf beim Fördern von Gemischen...............................38 7 Der energetische Wirkungsgrad der thermischen Pumpe..............................................40 8 Der exergetische
Wirkungsgrad der thermischen Pumpe..............................................44 9 Dampfbetriebene Kondensatheber als Beispiel thermischer Pumpen..............................47 10 Zustandsgleichung für das Stofisystem Ammoniak/Wasser...........................................52 11 Energetische Berechnungen an einer ausgefiihrten thermischen Pumpe.........................63 12 Berechnungen zur Wärmeübertragung in der thermischen Pumpe.................................69 12.1 Die Berechnung des Wärmeaustausches an der thermischen Pumpe ...............69 12.2 Der Wärmedurchgang bei Betrieb mit Ammoniak/Wasser-Lösung.................74 12.2.1 Der Wärmeübergangskoeffizient in der Heizwendel.........................75 12.2.2 Der Wärmeübergang auf die Ammoniak/Wasser-Lösung.................75 12.3 Berechnete Taktzeiten beim Fördern von Ammoniak/Wasser-Lösung............80 12.4 Verhalten der thermischen Pumpe bei Integration in den Lösungskreislauf...........................................................................................81 13 Versuchsanordnung.....................................................................................................86 13.1 Anlagenbeschreibung......................................................................................86 13.2 Versuchsdurchführung...................................................................................91 13.3 Beschreibung der Meßeinrichtungen..............................................................92
V 14 Messungen an der thermischen Pumpe.........................................................................93 14.1 Messungen mit Spaltkühlung.........................................................................93 14.1.1 Einzelmessungen an der thermischen Pumpe mit Spaltkühlung........93 14.1.2 Mehrfachmessungen an der thermischen Pumpe mit Spaltkühlung...................................................................................96 14.2 Messungen an der thermisch betriebenen Pumpe mit Bodenkühlung..............102 14.2.1 Einzelmessungen mit zusätzlicher Bodenkühlung.............................102 14.2.2 Mehrfachmessungen mit zusätzlicher Bodenkühlung.......................106 14.2.3 Anpassung der Drehzahl des Verdrängerantriebs.............................109 15 Auswertung und Diskussion der Meßergebnisse..........................................................111 15.1 Das Betriebsverhalten der thermischen Pumpe...............................................111 15.2 Das energetische Verhalten der thermischen Pumpe.......................................118 15.2.1 Vergleich der thermischen Wirkungsgrade.......................................118 15.2.2 Der exergetische Wirkungsgrad.......................................................119 15.3 Schlußfolgerungen aus den Meßergebnissen.................................................. 120 15.3.1 Die Betriebseigenschaften der untersuchten thermischen Pumpe......120 15.3.2 Der Einsatz der thermischen Pumpe in einer Absorptionswärmepumpe................................................................121 15.4 Verbesserungsmöglichkeiten und Auslegungskriterien...................................122 16 Zusammenfassung und Ausblick..................................................................................126 17 Literatur......................................................................................................................129
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