4 Gleichgewicht 平衡 ∘ Temperaturen der Medien (Waumlrmeuumlbertragung) 媒介温度（热量传递）

Q k A T m

Tm Triebkraft = Abweichung vom Gleichgewicht推动力 = 平衡之差

并行流逆流

∘ Dampf-Fluumlssigkeitsgleichgewicht (DestillationRektifikation) 蒸汽 - 液相平衡

Ebulliometer nach SWIETOSLAWSKI 沸点测定

Schema

Laboranlage

Reiner Stoff 纯物质Beispiel Wasser

Zweistoffgemisch 两混合物

Siedediagramm tV =f(x x)THIELEMC CABE-Diagramm x=f(x)allgemein 沸点图

Dampfdruck-Diagramm Wasser 蒸汽压图

∘ MOLLIER-Diagramm Konvektionstrocknung 对流干燥

Einstufiger Trockner

∘ Dreiecksdiagramm Solventextraktion 萃取 A primaumlres Loumlsungsmittel 一次溶剂 B Uumlbergangskomponente 过渡成分 C sekundaumlres Loumlsungsmittel 二次溶剂

Theoretische Stufe

F Einspeisgemisch 加料E Extrakt 提取R Raffinat 萃余M Mischungspunkt

hfL Enthalpie der feuchten Luft J(kgtL)Y absolute Luftfeuchte kgwkgtL

0 Frischluft1 Heiszligluft2 Abluft

5 Projekte 项目51 Entwicklung einer Baureihe von Konvektionstrocknern fuumlr die kontinuierliche Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1995 - 1997) 干燥机 - Bandtrockner

a Nassgut 湿物料 b Gutsaustritt 出口 c Lufteintritt 进空气 e Foumlrderbaumlnder 传输 f Heizung 加热器

- Aufgabe Dimensionierung von vier Baugroumlszligen fuumlr 100 bis 500 kgh Klaumlrschlamm

- Vorgehensweise-- Weiterentwicklung der theoretischen Grundlagen

Ablaufplan 实施过程

Laborversuchsstand 实验室装置 Kleintechnischer Bandtrockner 中试设备

- Versuchsstaumlnde 实验装置

- Messergebnisse 测试结果 Normierte Trocknungsverlaufs- kurven Lufttemperaturen A 70 degC B 65 degC

- Ergebnisse 结果 Bandbreite 干燥带宽 12 mBandgeschwindigkeit 速度 02 mminHeiszliglufttemperatur 热气温 95 degCFrischluftverbrauch 耗空气 3800 bis 16600 kghWaumlrmeleistung 热量 70 bis 310 kWTrocknerlaumlnge 干燥机长 114 bis 447 m

52 Optimierung von Trocknungsanlagen fuumlr die Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1998 - 2000) 干燥机优化

Situation- Erforderliche Heizwerte des Klaumlrschlammes 7 MJkg selbstaumlndige Verbrennung

10 MJkg energetische Nutzung- Klaumlrschlammes nach mechanischer Wasserabtrennung 4 bis 6 MJkg bei 35 TS-Gehalt- Klebrige Leimphase des Klaumlrschlammes 40 bis 60 TS-Gehalt- Kostenoptimierung zwischen Festkosten (Apparatekosten) und variable Kosten (Energiekosten)

Loumlsung- Klaumlrschlammtrocknung mit Trockenschlammruumlckfuumlhrung und Mischer Ruumlckfuumlhrrate 35

污泥加料

空气废气

干燥了的污泥

53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

AG

AG

W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

a vm

m

lnm

a m

1a m

m

aumlqAG AG

AG

02

FK12

FKAG

W

0342

W

AG

019

AG

W

0038AG

W

W

AG

a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

dtK

dY

dtK

Y Y

Y Y

t t tY Y

K

Y Y

Kln

Y Y

Y Y

11

21

G

K

G

ges 1 2Anf

K

1

K

G

1

K

G

End

G

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

P

px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

I I r w

F 2 r w w

r r

F r g

F r g

2 w W 2 22

I w W 2 I2

I2

I 22 I

I 2kW 2

G I w W 2 22

AI kW 2 22

mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

w2 r

r r r w

2 r

r r r w

r

r w 1

r

r g cos 0

I2 2

I 2 I2

kW 2

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2

I 2 I2

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2

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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∘ Dampf-Fluumlssigkeitsgleichgewicht (DestillationRektifikation) 蒸汽 - 液相平衡

Ebulliometer nach SWIETOSLAWSKI 沸点测定

Schema

Laboranlage

Reiner Stoff 纯物质Beispiel Wasser

Zweistoffgemisch 两混合物

Siedediagramm tV =f(x x)THIELEMC CABE-Diagramm x=f(x)allgemein 沸点图

Dampfdruck-Diagramm Wasser 蒸汽压图

∘ MOLLIER-Diagramm Konvektionstrocknung 对流干燥

Einstufiger Trockner

∘ Dreiecksdiagramm Solventextraktion 萃取 A primaumlres Loumlsungsmittel 一次溶剂 B Uumlbergangskomponente 过渡成分 C sekundaumlres Loumlsungsmittel 二次溶剂

Theoretische Stufe

F Einspeisgemisch 加料E Extrakt 提取R Raffinat 萃余M Mischungspunkt

hfL Enthalpie der feuchten Luft J(kgtL)Y absolute Luftfeuchte kgwkgtL

0 Frischluft1 Heiszligluft2 Abluft

5 Projekte 项目51 Entwicklung einer Baureihe von Konvektionstrocknern fuumlr die kontinuierliche Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1995 - 1997) 干燥机 - Bandtrockner

a Nassgut 湿物料 b Gutsaustritt 出口 c Lufteintritt 进空气 e Foumlrderbaumlnder 传输 f Heizung 加热器

- Aufgabe Dimensionierung von vier Baugroumlszligen fuumlr 100 bis 500 kgh Klaumlrschlamm

- Vorgehensweise-- Weiterentwicklung der theoretischen Grundlagen

Ablaufplan 实施过程

Laborversuchsstand 实验室装置 Kleintechnischer Bandtrockner 中试设备

- Versuchsstaumlnde 实验装置

- Messergebnisse 测试结果 Normierte Trocknungsverlaufs- kurven Lufttemperaturen A 70 degC B 65 degC

- Ergebnisse 结果 Bandbreite 干燥带宽 12 mBandgeschwindigkeit 速度 02 mminHeiszliglufttemperatur 热气温 95 degCFrischluftverbrauch 耗空气 3800 bis 16600 kghWaumlrmeleistung 热量 70 bis 310 kWTrocknerlaumlnge 干燥机长 114 bis 447 m

52 Optimierung von Trocknungsanlagen fuumlr die Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1998 - 2000) 干燥机优化

Situation- Erforderliche Heizwerte des Klaumlrschlammes 7 MJkg selbstaumlndige Verbrennung

10 MJkg energetische Nutzung- Klaumlrschlammes nach mechanischer Wasserabtrennung 4 bis 6 MJkg bei 35 TS-Gehalt- Klebrige Leimphase des Klaumlrschlammes 40 bis 60 TS-Gehalt- Kostenoptimierung zwischen Festkosten (Apparatekosten) und variable Kosten (Energiekosten)

Loumlsung- Klaumlrschlammtrocknung mit Trockenschlammruumlckfuumlhrung und Mischer Ruumlckfuumlhrrate 35

污泥加料

空气废气

干燥了的污泥

53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

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W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

a vm

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02

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W

0342

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a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

dtK

dY

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Y Y

Y Y

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K

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11

21

G

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G

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

P

px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

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mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

w2 r

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I2 2

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

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Reiner Stoff 纯物质Beispiel Wasser

Zweistoffgemisch 两混合物

Siedediagramm tV =f(x x)THIELEMC CABE-Diagramm x=f(x)allgemein 沸点图

Dampfdruck-Diagramm Wasser 蒸汽压图

∘ MOLLIER-Diagramm Konvektionstrocknung 对流干燥

Einstufiger Trockner

∘ Dreiecksdiagramm Solventextraktion 萃取 A primaumlres Loumlsungsmittel 一次溶剂 B Uumlbergangskomponente 过渡成分 C sekundaumlres Loumlsungsmittel 二次溶剂

Theoretische Stufe

F Einspeisgemisch 加料E Extrakt 提取R Raffinat 萃余M Mischungspunkt

hfL Enthalpie der feuchten Luft J(kgtL)Y absolute Luftfeuchte kgwkgtL

0 Frischluft1 Heiszligluft2 Abluft

5 Projekte 项目51 Entwicklung einer Baureihe von Konvektionstrocknern fuumlr die kontinuierliche Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1995 - 1997) 干燥机 - Bandtrockner

a Nassgut 湿物料 b Gutsaustritt 出口 c Lufteintritt 进空气 e Foumlrderbaumlnder 传输 f Heizung 加热器

- Aufgabe Dimensionierung von vier Baugroumlszligen fuumlr 100 bis 500 kgh Klaumlrschlamm

- Vorgehensweise-- Weiterentwicklung der theoretischen Grundlagen

Ablaufplan 实施过程

Laborversuchsstand 实验室装置 Kleintechnischer Bandtrockner 中试设备

- Versuchsstaumlnde 实验装置

- Messergebnisse 测试结果 Normierte Trocknungsverlaufs- kurven Lufttemperaturen A 70 degC B 65 degC

- Ergebnisse 结果 Bandbreite 干燥带宽 12 mBandgeschwindigkeit 速度 02 mminHeiszliglufttemperatur 热气温 95 degCFrischluftverbrauch 耗空气 3800 bis 16600 kghWaumlrmeleistung 热量 70 bis 310 kWTrocknerlaumlnge 干燥机长 114 bis 447 m

52 Optimierung von Trocknungsanlagen fuumlr die Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1998 - 2000) 干燥机优化

Situation- Erforderliche Heizwerte des Klaumlrschlammes 7 MJkg selbstaumlndige Verbrennung

10 MJkg energetische Nutzung- Klaumlrschlammes nach mechanischer Wasserabtrennung 4 bis 6 MJkg bei 35 TS-Gehalt- Klebrige Leimphase des Klaumlrschlammes 40 bis 60 TS-Gehalt- Kostenoptimierung zwischen Festkosten (Apparatekosten) und variable Kosten (Energiekosten)

Loumlsung- Klaumlrschlammtrocknung mit Trockenschlammruumlckfuumlhrung und Mischer Ruumlckfuumlhrrate 35

污泥加料

空气废气

干燥了的污泥

53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

AG

AG

W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

a vm

m

lnm

a m

1a m

m

aumlqAG AG

AG

02

FK12

FKAG

W

0342

W

AG

019

AG

W

0038AG

W

W

AG

a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

dtK

dY

dtK

Y Y

Y Y

t t tY Y

K

Y Y

Kln

Y Y

Y Y

11

21

G

K

G

ges 1 2Anf

K

1

K

G

1

K

G

End

G

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

P

px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

I I r w

F 2 r w w

r r

F r g

F r g

2 w W 2 22

I w W 2 I2

I2

I 22 I

I 2kW 2

G I w W 2 22

AI kW 2 22

mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

w2 r

r r r w

2 r

r r r w

r

r w 1

r

r g cos 0

I2 2

I 2 I2

kW 2

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2

I 2 I2

kW 2

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22

I2

2

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w W 2

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I

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2

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2

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a

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Iy2 I

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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∘ MOLLIER-Diagramm Konvektionstrocknung 对流干燥

Einstufiger Trockner

∘ Dreiecksdiagramm Solventextraktion 萃取 A primaumlres Loumlsungsmittel 一次溶剂 B Uumlbergangskomponente 过渡成分 C sekundaumlres Loumlsungsmittel 二次溶剂

Theoretische Stufe

F Einspeisgemisch 加料E Extrakt 提取R Raffinat 萃余M Mischungspunkt

hfL Enthalpie der feuchten Luft J(kgtL)Y absolute Luftfeuchte kgwkgtL

0 Frischluft1 Heiszligluft2 Abluft

5 Projekte 项目51 Entwicklung einer Baureihe von Konvektionstrocknern fuumlr die kontinuierliche Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1995 - 1997) 干燥机 - Bandtrockner

a Nassgut 湿物料 b Gutsaustritt 出口 c Lufteintritt 进空气 e Foumlrderbaumlnder 传输 f Heizung 加热器

- Aufgabe Dimensionierung von vier Baugroumlszligen fuumlr 100 bis 500 kgh Klaumlrschlamm

- Vorgehensweise-- Weiterentwicklung der theoretischen Grundlagen

Ablaufplan 实施过程

Laborversuchsstand 实验室装置 Kleintechnischer Bandtrockner 中试设备

- Versuchsstaumlnde 实验装置

- Messergebnisse 测试结果 Normierte Trocknungsverlaufs- kurven Lufttemperaturen A 70 degC B 65 degC

- Ergebnisse 结果 Bandbreite 干燥带宽 12 mBandgeschwindigkeit 速度 02 mminHeiszliglufttemperatur 热气温 95 degCFrischluftverbrauch 耗空气 3800 bis 16600 kghWaumlrmeleistung 热量 70 bis 310 kWTrocknerlaumlnge 干燥机长 114 bis 447 m

52 Optimierung von Trocknungsanlagen fuumlr die Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1998 - 2000) 干燥机优化

Situation- Erforderliche Heizwerte des Klaumlrschlammes 7 MJkg selbstaumlndige Verbrennung

10 MJkg energetische Nutzung- Klaumlrschlammes nach mechanischer Wasserabtrennung 4 bis 6 MJkg bei 35 TS-Gehalt- Klebrige Leimphase des Klaumlrschlammes 40 bis 60 TS-Gehalt- Kostenoptimierung zwischen Festkosten (Apparatekosten) und variable Kosten (Energiekosten)

Loumlsung- Klaumlrschlammtrocknung mit Trockenschlammruumlckfuumlhrung und Mischer Ruumlckfuumlhrrate 35

污泥加料

空气废气

干燥了的污泥

53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

AG

AG

W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

a vm

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02

FK12

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W

0342

W

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019

AG

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0038AG

W

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AG

a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

dtK

dY

dtK

Y Y

Y Y

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K

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Kln

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11

21

G

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G

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

P

px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

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2 w W 2 22

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AI kW 2 22

mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

w2 r

r r r w

2 r

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r g cos 0

I2 2

I 2 I2

kW 2

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

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5 Projekte 项目51 Entwicklung einer Baureihe von Konvektionstrocknern fuumlr die kontinuierliche Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1995 - 1997) 干燥机 - Bandtrockner

a Nassgut 湿物料 b Gutsaustritt 出口 c Lufteintritt 进空气 e Foumlrderbaumlnder 传输 f Heizung 加热器

- Aufgabe Dimensionierung von vier Baugroumlszligen fuumlr 100 bis 500 kgh Klaumlrschlamm

- Vorgehensweise-- Weiterentwicklung der theoretischen Grundlagen

Ablaufplan 实施过程

Laborversuchsstand 实验室装置 Kleintechnischer Bandtrockner 中试设备

- Versuchsstaumlnde 实验装置

- Messergebnisse 测试结果 Normierte Trocknungsverlaufs- kurven Lufttemperaturen A 70 degC B 65 degC

- Ergebnisse 结果 Bandbreite 干燥带宽 12 mBandgeschwindigkeit 速度 02 mminHeiszliglufttemperatur 热气温 95 degCFrischluftverbrauch 耗空气 3800 bis 16600 kghWaumlrmeleistung 热量 70 bis 310 kWTrocknerlaumlnge 干燥机长 114 bis 447 m

52 Optimierung von Trocknungsanlagen fuumlr die Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1998 - 2000) 干燥机优化

Situation- Erforderliche Heizwerte des Klaumlrschlammes 7 MJkg selbstaumlndige Verbrennung

10 MJkg energetische Nutzung- Klaumlrschlammes nach mechanischer Wasserabtrennung 4 bis 6 MJkg bei 35 TS-Gehalt- Klebrige Leimphase des Klaumlrschlammes 40 bis 60 TS-Gehalt- Kostenoptimierung zwischen Festkosten (Apparatekosten) und variable Kosten (Energiekosten)

Loumlsung- Klaumlrschlammtrocknung mit Trockenschlammruumlckfuumlhrung und Mischer Ruumlckfuumlhrrate 35

污泥加料

空气废气

干燥了的污泥

53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

AG

AG

W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

a vm

m

lnm

a m

1a m

m

aumlqAG AG

AG

02

FK12

FKAG

W

0342

W

AG

019

AG

W

0038AG

W

W

AG

a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

dtK

dY

dtK

Y Y

Y Y

t t tY Y

K

Y Y

Kln

Y Y

Y Y

11

21

G

K

G

ges 1 2Anf

K

1

K

G

1

K

G

End

G

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

P

px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

I I r w

F 2 r w w

r r

F r g

F r g

2 w W 2 22

I w W 2 I2

I2

I 22 I

I 2kW 2

G I w W 2 22

AI kW 2 22

mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

w2 r

r r r w

2 r

r r r w

r

r w 1

r

r g cos 0

I2 2

I 2 I2

kW 2

w W 2I

2

I 2 I2

kW 2

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I2

2

22 kW 2

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I

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2

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2

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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Ablaufplan 实施过程

Laborversuchsstand 实验室装置 Kleintechnischer Bandtrockner 中试设备

- Versuchsstaumlnde 实验装置

- Messergebnisse 测试结果 Normierte Trocknungsverlaufs- kurven Lufttemperaturen A 70 degC B 65 degC

- Ergebnisse 结果 Bandbreite 干燥带宽 12 mBandgeschwindigkeit 速度 02 mminHeiszliglufttemperatur 热气温 95 degCFrischluftverbrauch 耗空气 3800 bis 16600 kghWaumlrmeleistung 热量 70 bis 310 kWTrocknerlaumlnge 干燥机长 114 bis 447 m

52 Optimierung von Trocknungsanlagen fuumlr die Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1998 - 2000) 干燥机优化

Situation- Erforderliche Heizwerte des Klaumlrschlammes 7 MJkg selbstaumlndige Verbrennung

10 MJkg energetische Nutzung- Klaumlrschlammes nach mechanischer Wasserabtrennung 4 bis 6 MJkg bei 35 TS-Gehalt- Klebrige Leimphase des Klaumlrschlammes 40 bis 60 TS-Gehalt- Kostenoptimierung zwischen Festkosten (Apparatekosten) und variable Kosten (Energiekosten)

Loumlsung- Klaumlrschlammtrocknung mit Trockenschlammruumlckfuumlhrung und Mischer Ruumlckfuumlhrrate 35

污泥加料

空气废气

干燥了的污泥

53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

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W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

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FK12

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0342

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AG

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W

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AG

a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

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K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

P

px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

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AI kW 2 22

mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

w2 r

r r r w

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r g cos 0

I2 2

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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Laborversuchsstand 实验室装置 Kleintechnischer Bandtrockner 中试设备

- Versuchsstaumlnde 实验装置

- Messergebnisse 测试结果 Normierte Trocknungsverlaufs- kurven Lufttemperaturen A 70 degC B 65 degC

- Ergebnisse 结果 Bandbreite 干燥带宽 12 mBandgeschwindigkeit 速度 02 mminHeiszliglufttemperatur 热气温 95 degCFrischluftverbrauch 耗空气 3800 bis 16600 kghWaumlrmeleistung 热量 70 bis 310 kWTrocknerlaumlnge 干燥机长 114 bis 447 m

52 Optimierung von Trocknungsanlagen fuumlr die Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1998 - 2000) 干燥机优化

Situation- Erforderliche Heizwerte des Klaumlrschlammes 7 MJkg selbstaumlndige Verbrennung

10 MJkg energetische Nutzung- Klaumlrschlammes nach mechanischer Wasserabtrennung 4 bis 6 MJkg bei 35 TS-Gehalt- Klebrige Leimphase des Klaumlrschlammes 40 bis 60 TS-Gehalt- Kostenoptimierung zwischen Festkosten (Apparatekosten) und variable Kosten (Energiekosten)

Loumlsung- Klaumlrschlammtrocknung mit Trockenschlammruumlckfuumlhrung und Mischer Ruumlckfuumlhrrate 35

污泥加料

空气废气

干燥了的污泥

53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

AG

AG

W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

a vm

m

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aumlqAG AG

AG

02

FK12

FKAG

W

0342

W

AG

019

AG

W

0038AG

W

W

AG

a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

dtK

dY

dtK

Y Y

Y Y

t t tY Y

K

Y Y

Kln

Y Y

Y Y

11

21

G

K

G

ges 1 2Anf

K

1

K

G

1

K

G

End

G

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

P

px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

I I r w

F 2 r w w

r r

F r g

F r g

2 w W 2 22

I w W 2 I2

I2

I 22 I

I 2kW 2

G I w W 2 22

AI kW 2 22

mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

w2 r

r r r w

2 r

r r r w

r

r w 1

r

r g cos 0

I2 2

I 2 I2

kW 2

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2

w ta a t

2

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a

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Iy2 I

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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- Messergebnisse 测试结果 Normierte Trocknungsverlaufs- kurven Lufttemperaturen A 70 degC B 65 degC

- Ergebnisse 结果 Bandbreite 干燥带宽 12 mBandgeschwindigkeit 速度 02 mminHeiszliglufttemperatur 热气温 95 degCFrischluftverbrauch 耗空气 3800 bis 16600 kghWaumlrmeleistung 热量 70 bis 310 kWTrocknerlaumlnge 干燥机长 114 bis 447 m

52 Optimierung von Trocknungsanlagen fuumlr die Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1998 - 2000) 干燥机优化

Situation- Erforderliche Heizwerte des Klaumlrschlammes 7 MJkg selbstaumlndige Verbrennung

10 MJkg energetische Nutzung- Klaumlrschlammes nach mechanischer Wasserabtrennung 4 bis 6 MJkg bei 35 TS-Gehalt- Klebrige Leimphase des Klaumlrschlammes 40 bis 60 TS-Gehalt- Kostenoptimierung zwischen Festkosten (Apparatekosten) und variable Kosten (Energiekosten)

Loumlsung- Klaumlrschlammtrocknung mit Trockenschlammruumlckfuumlhrung und Mischer Ruumlckfuumlhrrate 35

污泥加料

空气废气

干燥了的污泥

53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

AG

AG

W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

a vm

m

lnm

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0342

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019

AG

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0038AG

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a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

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K

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∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

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-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

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S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

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R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

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∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

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52 Optimierung von Trocknungsanlagen fuumlr die Klaumlrschlammtrocknung (Forschungsauftrag 1998 - 2000) 干燥机优化

Situation- Erforderliche Heizwerte des Klaumlrschlammes 7 MJkg selbstaumlndige Verbrennung

10 MJkg energetische Nutzung- Klaumlrschlammes nach mechanischer Wasserabtrennung 4 bis 6 MJkg bei 35 TS-Gehalt- Klebrige Leimphase des Klaumlrschlammes 40 bis 60 TS-Gehalt- Kostenoptimierung zwischen Festkosten (Apparatekosten) und variable Kosten (Energiekosten)

Loumlsung- Klaumlrschlammtrocknung mit Trockenschlammruumlckfuumlhrung und Mischer Ruumlckfuumlhrrate 35

污泥加料

空气废气

干燥了的污泥

53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

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2FK AG W

016

FK W

W

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Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

a vm

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AG

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FK12

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W

0342

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AG

019

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AG

a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

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S

V

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-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

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ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

I I r w

F 2 r w w

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F r g

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2 w W 2 22

I w W 2 I2

I2

I 22 I

I 2kW 2

G I w W 2 22

AI kW 2 22

mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

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2 r

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r

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r g cos 0

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I 2 I2

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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53Loumlsungsmoumlglichkeiten zur Entfernung von Methanal (Formaldehyd) aus Motorenabgasen (Forschungsauftrag 2009) 从发动机尾气中消除甲醛- In der Abwasserreinigungsanlage einer Papierfabrik werden ca 16000 mNsup3d Biogas produziert 造纸厂污水处理产生沼气 Daraus entstehen 可产生 ∘ elektrische Leistung 电力 2 MW ∘ thermische Leistung 热量 521 MW ∘ Abgas 废气 16000 mNsup3d mit 100 mgmsup3 Methanal 甲醛含量

(Grenzwert lt 40 mgmsup3)

- Prinzipielle Reinigungsverfahren 净化原理 ∘ Thermische und katalytische Oxidation (Verbrennung) 热力或催化氧化 ∘ AbsorptionAbgaswaumlsche 收 洗气 (gewaumlhltes Verfahren) ∘ Adsorption 吸附 ∘ biologische Abbauverfahren 生物分解工艺

- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

AG

AG

W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

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m

lnm

a m

1a m

m

aumlqAG AG

AG

02

FK12

FKAG

W

0342

W

AG

019

AG

W

0038AG

W

W

AG

a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

dtK

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Y Y

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11

21

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G

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

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px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

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∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

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- AbsorptionAbgaswaumlsche 吸收 洗气 ∘ Schema einer kompletten Ruumlckgewinnungsanlage fuumlr dampffoumlrmige Loumlsungsmittel

- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

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m

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016

FK W

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Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

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a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

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K

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∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

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P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

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px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

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∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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- Dimensionierung der Filmkolonne 薄膜塔选型 -- Durchmesser Kontinuitaumltsgleichung fuumlr die Gasphase im Arbeitspunkt

塔径

d4 m

w K

AG

AG AP AG

dK Kolonnendurchmesser mMassenstrom Abgas kgs

wAGAP Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunktauf den freien Kolonnenquerschnittbezogen ms

∘ Gasgeschwindigkeit im Arbeitspunkt sollte 80 von der Geschwindigkeit im Inversionspunkt (Flutungspunkt) betragen

w 08 w AG AP AG

wAG Gasgeschwindigkeit im Inversions-punkt auf den freienKolonnen-querschnitt bezogen ms

∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

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FK W

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05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

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W

AG

a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

dY

dtK

dY

dtK

Y Y

Y Y

t t tY Y

K

Y Y

Kln

Y Y

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11

21

G

K

G

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K

1

K

G

1

K

G

End

G

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

P

px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

I I r w

F 2 r w w

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F r g

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2 w W 2 22

I w W 2 I2

I2

I 22 I

I 2kW 2

G I w W 2 22

AI kW 2 22

mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

w2 r

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r w 1

r

r g cos 0

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I 2 I2

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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∘ Gleichung fuumlr die Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt wAG nach PLANOWSKI und KAFAROW

lg302 w a

g v 0022 175

m

m AG

2FK AG W

016

FK W

W

AG

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W

05 025

Massenstrom Waschwasser kgsaFK spezifische Oberflaumlche der Fuumlll-

koumlrperschuumlttung msup2msup3vFK freies Volumen der Fuumlllkoumlrper-

Schuumlttung msup3msup3

- Ergebnisse mit Mathcad 80 sdot Gasgeschwindigkeit am Inversionspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAG = 255 ms sdot Gasgeschwindigkeit am Arbeitspunkt (auf den freien Querschnitt bezogen) wAGAP = 204 ms sdot Kolonnendurchmesser dK = 13 m

-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

h 193 w

a vm

m

lnm

a m

1a m

m

aumlqAG AG

AG

02

FK12

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W

0342

W

AG

019

AG

W

0038AG

W

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a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

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K

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∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

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-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

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px 1

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S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

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Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

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- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

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turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

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-- Houmlhe der Fuumlllkoumlrperschuumlttungen 填料塔高度

H n h th aumlq

H Houmlher der Kolonne mnth Theoretische Stufenzahl -haumlq Aumlquivalente Houmlhe der Stufen m

KAFAROW

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a Anstieg der Gleichgewichtsfunktion -aFK Oberflaumlche der Fuumlllkoumlrper msup2msup3vFK Freies Volumen der Fuumlllkoumlrper msup3msup3

- Ergebnisse sdot theoretische Stufenzahl 理论塔板数 nth = 12 sdot aumlquivalente Houmlhe einer Trennstufe 分离高度 haumlq = 103 m sdot Houmlhe der Kolonne (der gesamten

Schuumlttungen ohne Boden- und Kopfraum) 塔高 H = 1232 m

54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

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K

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

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Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

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S2

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S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

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mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

w2 r

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

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- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

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turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

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54 Trocknungsuntersuchungen von Keramikelementen nach einer in situ-Waumlsche (Forschungsauftrag 2010 - 2012) 陶瓷元件干燥 Katalytische Abgasreinigung von Kraftwerksabgasen (Entstickung) 脱销催化剂

Wabenkatalysator-Stuumlcke aus Keramik蜂窝催化剂 - 陶瓷件

SCR-Reaktor

Drei Lagen 6048 x 3 = 18114 ElementeElement 900 mm x 150 mm x 150 mm

6 NO2 + 8 NH3 rarr 7 N2 + 12 H2O

- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

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11

21

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G

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

t 1

Anf

K

K

∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

P

px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

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2 w W 2 22

I w W 2 I2

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G I w W 2 22

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mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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- Situation Ein Kraftwerk plant diese Katalysatoren im Reaktor zu waschen- Auftrag middot Wasseraufnahmevermoumlgen (50 t Wasser)

Hygroskopischen Verhaltens (Gleichgewichtfeuchte) 吸湿含水middot Trocknungsverhalten

- Loumlsung Messung der Trocknungsverlaufskurven ∘ Labor-Konvektionstrockner ∘ Mathematisches Modell fuumlr die

Trocknungszeit ldquoKonstanten Luftzustaumlnderdquo 干燥时间数学模型

1 2

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tges Trocknungszeit minK1 kinetische Konstante 1min

KY Y

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Anf

K

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∘ kinetische Gleichung 动力学式

∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

C t

P Pa t C

S

V

S V

-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

P P x

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px 1

S2

S1 S21

S11

ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

Auftriebskraft (senkrecht)

2 I r w

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mit

∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

wRe

d FARG

FA RG

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∘ Trocknungsverlaufskurven l = 300 mm 干燥曲线

∘ Prinzipielle Trocknungsverlaufskurve eines hygroskopischen Gutes 吸湿干燥曲线

1 2 Trocknungsabschnitte 干燥阶段 YlsquoAnf Feuchtegehalt des Gutes kgwkgTS 含水 K Knickpunkt 拐点G Gleichgewicht 平衡t Zeit min

weitere Kurven fuumlr150 600 und 900 mm

∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

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S

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-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

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ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

y

∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

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R eibungskraft M ante l

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∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

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İP Impulsstrom NFPτ Reibungskraft NFPG Schwerkraft NFPA Auftriebskraft N

wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

d g FA3

FA RG RG

RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

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turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

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∘ Maszligstabsuumlbertragung auf l = 3 middot 900 = 2700 mm 放大至 Kinetisch Konstante K1 = 5761 10sdot -4 min-1

Zeit tK = 3333 min

- Ergebnis bei 40 und bei 20degC middot Trocknungszeit t = 91 und 115 h middot Trocknungsluftstrom = 1052 10sdot 6 msup3h

X = ly = tK

∘ tK als Funktion der Laumlnge l (Mathcad)

Ausgleichsfunktion von 150 bis 900 mmtK = 034466 middot l08769 + 88311

55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

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-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

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ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

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∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

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R eibungskraft M ante l

Schw erkraft (senkrecht)

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∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

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wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

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- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

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turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

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55 Bestimmung von ANTOINE-Konstanten mit einem Ebulliometer (studentische Arbeit)

∘ Grundlagen

- ANTOINE-Gleichung (p lt 101325 kPa)

lg P

1333224A

B

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-RAOULT-DALTONacutesches Gesetz Gleichgewichtsfunktion x = f(x))

xp P

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ANTOINE-Konstanten Ethanol tV = 784 degCA = 865044 B = 189202 C = 24947

∘ Gegeben Zweistoffgemisch Ethanol-2 Butanol

∘ Messwerte x1 = 03448 x1 = 05549

PS1 kPa tV degC

100 875

90 738

80 72

70 696

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∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

Im pulsstrom

Im pulsstrom

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Schw erkraft (senkrecht)

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∘ Quadratische Gleichung als Loumlsung 二次方程式

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wp Geschwindigkeit msr Radius ml Laumlnge m

Ortsvektor 位置矢量

∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

10 m Tiefe 15 degC sdot Flankenwinkel des Freistrahls Kegel-

stumpfes α 15 deg

Bahnkurve nichtisotherm 非等温曲线Zeitkomponenten in x- und in y-Richtung

∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

Ar

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RG2

- ARCHIMEDES-Zahl

laminar Ar le 36 ReAr

18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

13875

1

14

turbulent Ar ge 82500 Re 17408 Ar

- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

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∘ Ergebnisse der ANTOINE- Konstanten (Mathcad)

56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

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∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

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∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

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∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

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Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

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- ARCHIMEDES-Zahl

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18

- REYNOLDS-Zahl

Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

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- Sedimentationsgeschwindigkeit fuumlr kugelige Einzelkoumlrner

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56 Beitrag zur verfahrenstechnischen Modellierung von Freistrahlanlagen fuumlr die Gewaumlsser- beluumlftung 2012 Projekt LUumlCKING LESEGANG und SCHELTWORT (Jade-Hochschule) 水源 - 曝气工艺 ∘ Freistrahlanlage mit den Hauptelementen Leitrohr Propeller Schwimmkoumlrpern 导管螺旋桨

ModellFreistrahl als Zylinder Kegelstumpf 截头圆锥

∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

I I F F F I 2 I G I A I

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∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

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∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

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Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

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Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

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∘ Impulsstrombilanz fuumlr das Segment I und fuumlr alle folgenden Bilanzgebietet 区段衡算

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∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

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Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

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57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

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Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

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∘ Beispiel 1 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 30grad-smcdxrdquo sdot Elektrische Leistung des Propellers 2 kW sdot Neigungswinkel der Anlage von der

Senkrechten β2 30 deg sdot Leitrohrradius der Anlage r2 07 m sdot Temperatur des Gewaumlssers Oberflaumlche 20 degC

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Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

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Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

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∘ Beispiel 2 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 13 30grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber isotherm

∘ Beispiel 3 Mathcad-Datei ldquoModellrechnung Freistrahlanlage 12 60grad-smcdxrdquo

sdot wie Beispiel 1 aber 60deg

Beispiel 1

Bahnkurve12-60 60 deg zur SenkrechtenBahnkurve12-30 30 deg zur Senkrechten

Bahnkurve 13 isotherm 等温线Bahnkurve 12 nichtisotherm 非等温线

57 Untersuchungen zum Absetzverhalten von Flugasche im Rauchgas eines SCR-Reaktors

Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

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Uumlbergangsgebiet 36 lt Ar lt 82500 ReAr

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Bild Prinzip einer Entstickungsanlage in einem Kraftwerk

Stroumlmungsabloumlsungen in Bauteilen

Flugasche im SCR-Reaktor

Loumlsung Umlenkbleche

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Flugasche im SCR-Reaktor

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