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Das vorliegende Buch soll einen Beitrag leisten zur theoretischen Beschreibung und zur numerischen Simulation komplexer laminarer Mischvorgänge. Die Mechanismen, die das laminare Mischen bewirken, werden erläutert. Die Anwendung mathematischer Hilfsmittel aus der Systemdynamik und der Chaostheorie erlaubt ein tiefergehendes Verständnis praxisrelevanter Mischvorgänge. Hierbei spielen verschiedene Fachgebiete wie die Mathematik, die Naturwissenschaft und das Ingenieurwesen eng zusammen, was den interdisziplinären Charakter bei der hier behandelten Thematik unterstreicht. Die vorgestellten Methoden werden auf Apparate der Verfahrenstechnik angewandt, wobei stets die Praxisrelevanz im Vordergrund steht.
Sommario
1. Einleitung.- 1.1 Problemstellung.- 1.2 Ziele und Gliederung.- 2. Theoretische Grundlagen und Präliminarien.- 2.1 Kinematik.- 2.2 Erhaltungsgleichungen, Stoffgesetze, Randbedingungen.- 2.3 Numerische Strömungsberechnung.- 3. Charakterisierung des Mischprozesses.- 3.1 Mischmechanismen.- 3.2 Mischzustände.- 3.3 Überblick über die klassischen Konzepte.- 4. Mischprozeß als dynamisches System.- 4.1 Das dynamische System.- 4.2 Beschreibung der Partikelbewegung als dynamisches System..- 4.3 Diskretisierung kontinuierlicher Systeme.- 4.4 Stabilität der Punktabbildung.- 4.5 Chaotische Bewegung konservativer Systeme.- 4.6 Beispiel: driven-cavity-Strömung.- 5. Bewertung des Mischerfolgs.- 5.1 Deformationen.- 5.2 Deformationsmaß.- 5.3 Verteilungsfunktion für die Deformation.- 5.4 Anwendungen auf idealisierte Strömungen.- 5.5 Aspekte bei der numerischen Berechnung.- 6. Mischen in verfahrenstechnischen Apparaten.- 6.1 Statische Mischer.- 6.2 Schneckenmaschinen.- 6.3 Rührer.- 6.4 Weitere Aspekte zum Einfluß nicht-newtonscher Stoffeigenschaften.- 7. Zusammenfassung und Ausblick.
