Holzinger, C. (2014). Regelungsstrategien für konvektive Wärmeübertragungssysteme [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. http://hdl.handle.net/20.500.12708/79243
mathematical modeling; control and observer strategies for distributed-parameter systems; convective heat transfer system; hyperbolic partial differential equation
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Abstract:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Implementierung verschiedener Strategien zur Regelung von konvektiven Wärmeübertragungssystemen, welche durch hyperbolische partielle Differentialgleichungen beschrieben werden können. Für den Entwurf der Regelungsstrategien wird das mathematische Modell eines allgemeinen konvektiven Wärmeübertragungssystems bestimmt. Die Modellgleichungen bilden ein System von hyperbolischen partiellen Differentialgleichungen und können mit Hilfe der Methode der Charakteristiken gelöst werden. Die vorgestellten Regelungsstrategien haben das Ziel, die Austrittstemperatur des Transportmediums zu regeln, wobei zuerst eine Regelungsstrategie vorgestellt wird, die die Einlauftemperatur als Stellgröße verwendet. Des Weiteren werden zwei Regelungsstrategien entwickelt, die die Transportgeschwindigkeit als Stellgröße nutzen. Die Regelungsstrategien werden anhand von Simulationen validiert und darüber hinaus durch Messungen an einem Prüfstand mit einem Fluid-Fluid Plattenwärmetauscher getestet und ausgewertet.
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This Masterthesis deals with the design and the implementation of various strategies for controlling convective heat transfer systems, which can be described by hyperbolic partial differential equations. For the design of control strategies, the mathematical model of a general convective heat transfer system is determined. The model equations constitute a system of hyperbolic partial differential equations, which can be solved by using the method of characteristics. The presented control strategies aim of regulating the outlet temperature of the transport medium, whereby the first strategy uses the inlet temperature as control input. Furthermore, two control strategies are presented exploiting the fluid velocity as control input. The control strategies are validated by means of simulations as well as measurements on a test bench with a fluid-fluid plate heat exchanger.
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Additional information:
Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Zsfassung in engl. Sprache