Zuverlässigkeitsanalyse für technische Systeme unter Berücksichtigung der behebbaren und nicht behebbaren Ausfälle

Forschung im Ingenieurwesen - Im vorliegenden Beitrag wird eine Zuverlässigkeitsanalyse für moderne technische Systeme unter Berücksichtigung der behebbaren und nicht behebbaren...     

Vorhersage der thermischen Strahlung großer Kohlenwasserstoff- und Peroxid-Poolfeuer mit CFD Simulation

Flame temperatures (T), surface emissive powers (SEP) and irradiances (E) of large-scale JP-4 pool fires (d=2, 8, 16, 25 m) and di-tert-butyl peroxide (DTBP) pool fires (d=1.12 m, 3.4 m) are investigated experimentally and by CFD simulation. As experimental methods an infrared thermographic camera system with video-mixing unit is used for the determination of T, SEP and an ellipsoidal radiometer for the determination of E. The maximum frequency of time-averaged emission temperatures for JP-4 pool fire (d=16 m) are in a range of $ 793\,\mathrm{K} < \overline{T} < 1033$ and for DTBP pool fire (d=1.12 m) are a range of $ 1040\,\mathrm{K} < \overline{T} < 1480\,\mathrm{K}$ . For DTBP pool fire (d=1.12 m), the measurements result in $ \overline{\text{SEP}}\approx 130\,\mathrm{kW/m^{2}}$ which is up to a factor of ≈6 larger in comparison to hydrocarbon pool fires (d≈1 m). In a case of DTBP pool fire (d=3.4 m) with $ \overline{\text{SEP}} \approx 250\,\mathrm{kW/m^{2}}$ this factor is ≈5 compared to $ \overline{\text{SEP}} \approx 50\,\mathrm{kW/m^{2}}$ of LNG pool fire (d=4 m). By increasing the relative distance ?y/d from the pool rim, measured time averaged irradiances $ \overline{E}$ (?y/d) decrease and agree well with CFD predicted $ \overline{E}_{\text{CFD}}$ (?y/d). Also, there is a good agreement between the measured time averaged $ \overline{T}$ and $ \overline{\text{SEP}}$ of hydrocarbons and DTBP pool fires, with the predicted $ \overline{T}_{\text{CFD}}$ and $ \overline{\text{SEP}}_{\text{CFD}}$ values. The possibilities and nowadays limitations of CFD simulation of large pool fires are discussed. This study has shown that the risk potential of accidental pool fires referring to thermal radiation can be predicted much better than in the past.     

Modellierung eines Halbraums mit sphärischem oder zylinderförmigem Hohlraum für dreidimensionale Boden-Bauwerk-Interaktion

Forschung im Ingenieurwesen - Dieser Beitrag präsentiert eine Berechnungsmethode für die Wellenausbreitung infolge einer dynamischen Belastung in einem elastischen Halbraum mit...     

Modellgestützte Optimierung des Designs einer Batch-Rektifikation mit Mittelbehälter mittels eines Evolutionären Algorithmus

A new approach of the model based optimisation of middle vessel batch distillation design by using an evolutionary algorithm is presented. The contribution is divided into three major parts. First, the development of a rigorous mathematical model of the distillation column is shown. A successful validation on a pilot plant is conducted. Second, an efficient hybrid evolutionary algorithm for optimisation problems with one objective function is presented. Third, the application of this algorithm is shown by optimization of the design of a middle vessel batch distillation. The results achieved emphasise the feasibility of the proposed methodology.     

Messung der Durchlässigkeit und des Reflexionsvermögens von Beryll,Topas, Datolith und Zoisit Mit Polarisierter Strahlung im Infraroten

Die Durchlässigkeit und das Reflexionsvermögen von Beryll, Topas, Datolith und Zoisit wurde mit Hilfe eines Gitter-Polarisators für Wellenlängen zwischen 1 w m und 5 w m bzw. zwischen 7,5 w m und 15 w m gemessen. Die Spektren zeigen charakteristische Unterschiede, je nachdem die Schwingung parallel oder senkrecht zur optischen Achse (Beryll) bzw. parallel zur a- b- und c-Achse (Topas, Zoisit) bzw. parallel oder senkrecht zur 1. Mittellinie erfolgt (Datolith). Vom Beryll wurden farblose, grüne und blaue Kristallvarietäten untersucht. Die Dotierungen der Kristalle, durch welche die verschiedenen Farben verursacht werden, beeinflussen sowohl die IR-Durchlässigkeits- als auch die IR-Reflexionsspektren.     

Berechnung der geschlossenen Verdampfung und Verflüssigung eines idealen Vielstoffgemisches

Zusammenfassung Zum Ermitteln der Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichte von Kohlenwasserstoff-Gemischen, die als ideale L?sungen angesehen werden k?nnen, wird ein vollst?ndiges mathematisches System gegeben. Das Verfahren veruht auf der Kurve der wahren Siedepunkte eines solchen Gemisches und auf dem Ruoultschen Gesetz. Wegen ihrer Bedeutung für den Entwurf von R?hren?fen wurde besonders die „geschlossene Verdampfung und Verflüssigung” des Gemisches untersucht. Ein Beispiel dient dazu, die Berechnung und Darstellung von Gleichgewichtszust?nden zu erl?utern. Diagramme mit Kurven der Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichte, von denen die Flashkurven die wichtigsten sind, veranschaulichen die Ergebnisse der Untersuchung.     

Erratum zu: Entwicklung eines probabilistischen Modells zur Vorhersage von Schnittkräften beim unterbrochenen Drehen von Inconel 718

Forschung im Ingenieurwesen - In diesem Artikel wird die Entwicklung probabilistischer Modelle mittels Bayesianischen Inferenz durch ein MCMC-Verfahren zur Vorhersage von Tangential- und...     

Verbesserung des Fahrkomforts eines Straßenfahrzeuges durch Aufbauisolation mittels des passivitätsbasierten Regelungsansatzes IDA-PBC

Forschung im Ingenieurwesen - Das Fahrwerk von Straßenfahrzeugen steht seit jeher für Fahrdynamik, Fahrsicherheit und Fahrkomfort. Der bewussten Einflussnahme auf diese Größen...     

Berechnung der Wärmeverluste eines kreiszylindrischen Rohres in einer ebenen Wand

Zusammenfassung Die W?rmeverluste eines in einer ebenen Wand eingebetteten kreiszylindrischen Rohres lassen sich berechnen. Ausgehend von den bekannten Gleichungen für die W?rmeleitung und den W?rmeübergang wird das zu l?sende Randwertproblem formuliert und mittels Reihenentwicklungen integriert. Für die W?rmeverluste ergibt sich so eine gut konvergierende Folge von N?herungswerten. Für den praktischen Gebrauch erleichtert ein Rechenschema die Anwendung. Diese Berechnungen wurden im Rahmen eines dem Battelle-Institut eV., Frankfurt/Main, von der Firma Hackethal, Draht- und Kabelwerke AG, Hannover, erteilten Forschungsauftrages vorgenommen. Der Verfasser dankt dieser Firma für ihre freundliche Genehmigung zur Ver?ffentliehung der Ergebnisse.     

Untersuchung der mechanischen,hydraulischen und Wärmeübergangsverluste der schnellaufenden Diesel- und Ottomotoren

Ohne Zusammenfassung VDI     

Messung der Siedelinien und Wärmeinhalt-Siedelinien von kraftstoffgemischen

Zusammenfassung Es werden Messungen über die Siedetemperatur und über die der siedenden Flüssigkeit zuzuführende W?rmemenge in Abh?ngigkeit vom verdampften Gewichtsanteil beim Destillationsvorgang mitgeteilt. Die Ergebnisse dieser Messungen sollen Grundlagen für eine eingehendere Erforschung des Verdampfungsvorganges der Kraftstofftropfen im Motor schaffen. VDI     

Räumliche Spannungsbestimmung an durchsichtigen Modellen mittels der Deformation kleiner Kugeleinschlüsse

Zusammenfassung Bei einem Modellme?verfahren zum Bestimmen r?umlicher Spannungen, das—vereinfacht ausgedrückt—in der. Sichtbarmachung des Dehnungsellipsoides besteht, werden thermoplastische Kunstostoffkugeln in das aus einem durchsichtigen Gie?harz angefertigte Modell eingebettet. Nach dem Belasten im Erstarrungsverfahren mi?t man die Deformation der Kugeln aus, entureder geometrisch-optisch unter dem Me?mikroskop (Kugel-Deformationsverfahren) oder polarisations-optisch in der spannungsoptischen Apparatur (Kugel-Umschmelzverfahren). Die im ersten Teil hergeleilelen Beziehungen zwischen den Deformationen der Kugeln und den Spannungen im Werkstoff werden im zweiten Teil an Hand von Versuchen überprüft. Hieraus folgt, da? man das neue Verfahren erfolgreich mit weniger Arbeitsaufwand als für die üblichen spannungs-optischen Verfahren einsetzen kann. Gekürzte Fassung der Dissertation des Verfassers, Techn-Hochschule München 1954. Der Verfasser ist Herrn Prof. Dr. phil.L. F?ppl für das Zustandekommen der Arbeit zu gro?em Dank verpflichtet.     

Dehnungsmeßgerät mit sehr kleiner Meßstrecke und Anzeige mittels Sperrschicht-Fotozelle

Es wird ein statischer Dehnungsmesser mit 2 mm Meßstrecke beschrieben, dessen Anzeige von einer Fotozelle bewirkt wird. Die Anwendung im Vergleich mit dem Huggenberger-Tensometer wird beim Messen der Spannungsverteilung in einer Tellerfeder gezeigt.     

Bestimmung der Dichte und Zähigkeit von Gasen mit dem Schilling-Bunsen-Gerät

Zusammenfassung Die von verschiedenen Forschern festgestellten Fehler bei der Bestimmung des spezifischen Gewichtes von Gasen mit demSchilling-Bunsen-Ger?t werden aufgekl?rt und es wird angegeben, wie man eine einwandfreie Messung durchführen kann. Im Anschlu? daran wird ein neues Verfahren zur Bestimmung der Z?higkeit von Gasen entwickelt, das besonders für Betriebsmessung geeignet erscheint, und die nach diesem Verfahren ermittelte Z?higkeit von Leuchtgas angegeben. Mitteilung aus dem Maschinenlaboratorium der Techn. Hochschule Breslau     

Ein neues Verfahren zum Messen der Prandtlzahl und der Wärmeleitzahl von Gasen

Zusammenfassung Ein neues Verfahren zur unmittelbaren Messung der Prandtlzahl beruht auf der Tatsache, da? eine eindeutige Beziehung zwischen dieser Kennzahl und einer Temperatur-Kennzahl besteht, die die Eigentemperatur einer Platte in einem Flüssigkeitsstrom hoher Geschwindigkeit beschreibt, wenn eine laminare Grenzschicht l?ngs der Plattenoberfl?che gebildet wird. Mit einer nach diesem Prinzip gebauten Versuchseinrichtung gemessene Prandtlzahlen von Luft bei atmosph?rischem Druck und bei Temperaturen zwischen 15 und 180°C zeigen die erreichbare Genauigkeit an. Man kann erwarten, da? das Verfahren besonders zum Bestimmen der Prandtlzahlen und mittelbar auch der W?rmeleitzahlen von Gasen bei hohen Temperaturen geeignet ist. Mitteilung aus dem W?rmeübergangs-Laboratorium der Universit?t von Minnesota, Minneapolis, USA Für finanzielle Unterstützung der Arbeit sind die Verfasser der “Graduate School” der Universit?t von Minnesota zu Dank verpflichtet.     

Messung der Induktions- und Reaktionszeiten von Knallgas und Kohlenwasserstoff-Sauerstoff-Gemischen in Detonationsvorgängen und Stoßwellen

Zusammenfassung In verschiedenen Detonationsrohren wurden Versuche an Wasserstoff-Sauerstoff- Kohlenwasserstoff-Sawerstoff- und in einem Sto?rohr Versuche an Kohlenwasserstoff-Luft-Gemischen vorgenommen. Messungen der Geschwindigkeit von Detonationsvorg?ngen, dazu gleichzeitige Messungen der mit einem einfachen Schlierenverfahren erfa?baren Vorg?nge innerhalb der Detonationsfront, lieferten Aussagen über die “Induktionszeit”, die “Reaktionszeit” und die “L?nge der Reaktionszone”. Die in der Theorie der Detonationsvorg?nge in Gasen vermutete feste Kopplung der chemischen Reaktion mit einer unmittelbar der Reaktion vorauslaufenden Sto?welle konnte experimentell best?tigt werden. Die Versuche an Kohlenwasserstoff-Luft-Gemischen im Sto?rohr ergaben nach einem besonderen optischen. Verfahren ebenfalls Aufschlüsse über die Induktionszeit. Mitteilung aus dem Institut für physikalische Chemie der Universit?t G?ttingen Nach einem Vortrag des erstgenamten Verfassers auf dem, 2. Kolloquium “Str?mung und Verbrennung” des VDI in Bad Kreuznach vom 10. bis 12. M?rz 1960. Die Verfasser danken Herrn Prof. Dr. se. nat.W. Jost für seine unermüdliche F?rderung dieser Untersuchung und der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Gew?hrung von Sachhilfen.