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<div class="csl-entry">Pernsteiner, D. (2018). <i>Thermische Charakterisierung eines kontinuierlichen TSA-Prozesses : Numerische Untersuchung einer blasenbildenden Wirbelschicht mit externer Zirkulation unter Verwendung der Euler-Euler Methode</i> [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://doi.org/10.34726/hss.2018.42684</div>
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dc.identifier.uri
https://doi.org/10.34726/hss.2018.42684
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http://hdl.handle.net/20.500.12708/3446
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dc.description
Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
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dc.description.abstract
Ziel dieser Arbeit ist es, mit dem CFD Programm ANSYS Fluent eine numerische Untersuchung einer blasenbildenden Wirbelschicht mit externer Zirkulation unter Verwendung der Euler-Euler Methode vorzunehmen. Zuerst wurde eine geeignete CFD Methode identifiziert und die beschreibenden Gleichungen, für das zu erwartende Verhalten der Wirbelschicht, ausgewählt. Anschließend wurden die benötigten Materialeigenschaften des strömenden Fluids und der Partikel bestimmt. Um eine gute Vernetzung zu ermöglichen, wurde die Geometrie der Anlage vereinfacht. Die Anforderungen an die Netzstruktur wurden definiert und die Eigenschaften des Netzes beschrieben. Für die Wärmeleitfähigkeit von Schüttungen wurde ein eigener Modellierungsansatz verfolgt. Die Anfangs- und Randbedingungen, die Diskretisierungsmethoden und der benötigte Zeitschritt wurden bestimmt. Ein Grundmodell, sowie drei weitere Modelle wurden entworfen um die Auswirkungen von Parametern darstellen zu können: Variation des Drag Modells (Gidaspow anstatt Syamlal-O'Brien), des Specularity Koeffizienten und der Wärmeleitfähigkeit des Granulats. Zur Bewertung des Strömungsregimes wurden Kriterien aufgestellt (Bettausdehnung, Ort des Auftretens der Blasen, Blasengröße und Blasenform), sowie der durchschnittliche Wärmeübergangskoeffizient berechnet. Die Simulationsergebnisse wurden anschließend mit einem Versuch und Korrelationen aus der Literatur verglichen. Das Strömungsregime lässt sich in der dichten Phase in allen Varianten nachbilden. In der diluten Phase, an der Bettoberfläche, liefert jedoch nur das Drag Modell nach Gidaspow im Ansatz ähnliche Ergebnisse wie der Versuch. Der Wärmeübergangskoeffizient besitzt die gleiche Größenordnung, weicht aber signifikant vom Versuch und den Korrelationen ab. Mithilfe der Simulation lässt sich der lokale Wärmeübergang am Rohr beobachten.
de
dc.description.abstract
The aim of this thesis is to perform a numerical analysis of a bubbling fluidized bed with the CFD program ANSYS Fluent using Euler-Euler method. First, a suitable CFD method was identified and the descriptive equations for the expected behavior of the fluidized bed were selected. Then, the required material properties of the fluid and the particles were determined. The geometry of the plant was presented and simplified to allow good meshing. The requirements of the mesh were defined and the properties described. A particular modeling approach for the thermal conductivity of fluidized beds was pursued. The initial and boundary conditions, the discretization methods and the required time step were determined. A basic model and three additional models were designed to show the effects of parameters: variation of the drag model (Gidaspow instead of Syamlal-O'Brien), the specularity coefficient and the thermal conductivity of the particles. To assess the flow regime, criteria were established (bed expansion, location of bubbles, bubble size and bubble shape) and the average heat transfer coefficient was calculated. The results of the simulations were compared with an experiment and correlations from the literature. The flow regime of the basic model and the three variants can be replicated in the dense phase, but in the dilute phase at the bed surface, only the drag model according to Gidaspow yields similar results as the experiment. The heat transfer coefficient is in the same order of magnitude but deviates significantly from the experiment and the correlations. The simulation is used to observe the local heat transfer at the pipe.
en
dc.language
Deutsch
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dc.language.iso
de
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dc.rights.uri
http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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dc.subject
Wirbelschicht
de
dc.subject
Mehrphasen System
de
dc.subject
Euler-Euler Methode
de
dc.subject
Multifluid-Granular Modell
de
dc.subject
Numerische Simulation
de
dc.subject
Wärmeübergangskoeffizient
de
dc.subject
Fluidized Bed
en
dc.subject
Multiphase System
en
dc.subject
Euler-Euler Method
en
dc.subject
Multifluid-Granular Model
en
dc.subject
Numerical Simulation
en
dc.subject
Heat Transfer Coefficient
en
dc.title
Thermische Charakterisierung eines kontinuierlichen TSA-Prozesses : Numerische Untersuchung einer blasenbildenden Wirbelschicht mit externer Zirkulation unter Verwendung der Euler-Euler Methode
de
dc.title.alternative
Numerical simulation of heat transfer in fluidized beds
en
dc.type
Thesis
en
dc.type
Hochschulschrift
de
dc.rights.license
In Copyright
en
dc.rights.license
Urheberrechtsschutz
de
dc.identifier.doi
10.34726/hss.2018.42684
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dc.contributor.affiliation
TU Wien, Österreich
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dc.rights.holder
Dominik Pernsteiner
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dc.publisher.place
Wien
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tuw.version
vor
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tuw.thesisinformation
Technische Universität Wien
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dc.contributor.assistant
Harasek, Michael
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dc.contributor.assistant
Vogthuber, Hannes
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tuw.publication.orgunit
E302 - Institut für Energietechnik und Thermodynamik
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dc.type.qualificationlevel
Diploma
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dc.identifier.libraryid
AC15075062
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dc.description.numberOfPages
121
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dc.identifier.urn
urn:nbn:at:at-ubtuw:1-112545
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dc.thesistype
Diplomarbeit
de
dc.thesistype
Diploma Thesis
en
tuw.author.orcid
0000-0001-7148-483X
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dc.rights.identifier
In Copyright
en
dc.rights.identifier
Urheberrechtsschutz
de
tuw.advisor.staffStatus
staff
-
tuw.assistant.staffStatus
staff
-
tuw.assistant.staffStatus
staff
-
tuw.advisor.orcid
0000-0001-6580-4913
-
tuw.assistant.orcid
0000-0002-6490-5840
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item.fulltext
with Fulltext
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item.mimetype
application/pdf
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item.openairecristype
http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
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item.cerifentitytype
Publications
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master thesis
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item.grantfulltext
open
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item.openaccessfulltext
Open Access
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item.languageiso639-1
de
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crisitem.author.dept
E325-04 - Forschungsbereich Regelungstechnik und Prozessautomatisierung