Erarbeitung von Auslegungsrichtlinien für Kühlsysteme von Wärmebehandlungsöfen mittels numerischer Strömungssimulation
- Im dieser Arbeit wurden mittels inkompressibler Strömungssimulationen (pisoFoam), Strömungsoptimierungen beginnend mit der Nachrechnung einer Plasmanitrierkammer der TU Freiberg, über mehrere Iterationstufen hinweg betrieben. Ergebnis war eine größtenteils gleichmäßige Anströmung der zu kühlenden Außenwand der Plasmanitrierkammer. Um die physikalische Richtigkeit der nächsten Phase zu überprüfen, wurde weiterhin eine Validierung der anzuwendenden Methodik, mittels eines kompressiblen thermo-dynamischen Lösers inklusive Wärmeleitung in Festkörpern (chtMultiregionFoam) durchgeführt. Die Validierung führte zu guter Übereinstimmung mit im Vorfeld betriebenen theoretischen Berechnungen. Auf Grund dieser Bestätigung wurde diese Methodik auf die in der ersten Phase der Arbeit ermittelte Geometrie des optimierten Kühlkanals übertragen. Das Ergebnis dieser Simulation war ein größtenteils gleichmäßige Temperaturverteilung und Wärmestromdichte an der Außenwand der Plasmanitrierkammer, es trat jedoch immer noch eine potentielle Kaltstelle auf. Es wurde ein Entwicklungsweg aufgezeigt, diese letzte Kaltstelle zu beseitigen. Weiterhin wurde ein abführbarer Wärmestrom von etwa 68 kW, bei einer Einlassgeschwindigkeit von 30 m/s ermittelt. Anhand der Geometrieentwicklung wurden Auslegungsrichtlinien formuliert.
Author: | Alexander Mann |
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Advisor: | Daniel GaudlitzGND |
Document Type: | Diploma Thesis |
Language: | German |
Name: | Plasmanitriertechnik Dr. Böhm GmbH Robert-Blum-Straße 21, 09116 Chemnitz |
Date of Publication (online): | 2019/03/10 |
Year of first Publication: | 2019 |
Publishing Institution: | Westsächsische Hochschule Zwickau |
Tag: | Härten; Kühlsystem; Numerische Strömungssimulation; Thermodynamik |
Page Number: | 198 Seiten, 55 Abb., 14 Tab., 15 Lit. |
Faculty: | Westsächsische Hochschule Zwickau / Kraftfahrzeugtechnik |
Release Date: | 2019/03/25 |