Ziel der Arbeit ist es, das Aufheizen eines Werkstücks in einem Glühofen zu simulieren. Das Fundament der Simulation bildet das Buch "Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme" von Helmut Scherf.
Es gilt die Differenzialgleichung aufzustellen und das darauf referenzierende Blockschaltbild in MATLAB-Simulink abzubilden. Weiterhin werden unter zur Hilfenahme des Blockschaltbildes zwei der sechs fest definierten Parameterwerte innerhalb realistischer Wertebereiche variiert und dazugehörige Simulationen durchgeführt, sodass die Temperaturveränderung im Werkstück über die Zeit untersucht werden kann. Die Ergebnisse gilt es anschließend grafisch darzustellen und zu diskutieren.
Inhaltsverzeichnis
- EINLEITUNG
- KONZEPTIONELLE GRUNDLAGEN
- DEFINITION THERMODYNAMIK
- DEFINITION THERMODYNAMISCHE SYSTEME
- MODELLBILDUNG UND SIMULATION - AUFHEIZEN EINES WERKSTÜCKS IM GLÜHOFEN
- AUSGANGSSITUATION
- DIFFERENZIALGLEICHUNG
- BLOCKSCHALTBILD
- SIMULATION DER WERKSTÜCKTEMPERATUR
- Variation der Werkstückoberfläche
- Variation der spezifischen Wärmekapazität
- SCHLUSSBETRACHTUNG
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, das Aufheizen eines Werkstücks in einem Glühofen zu simulieren. Dabei wird auf die Herleitung der Differenzialgleichung und die Abbildung des Blockschaltbilds in MATLAB-Simulink fokussiert. Durch Variation relevanter Parameter, wie Oberfläche und spezifische Wärmekapazität, werden Simulationen durchgeführt, die die Temperaturveränderung im Werkstück über die Zeit untersuchen. Die Ergebnisse werden grafisch dargestellt und diskutiert.
- Simulation des Aufheizvorgangs eines Werkstücks in einem Glühofen
- Herleitung der Differenzialgleichung des Systems
- Erstellung des Blockschaltbilds in MATLAB-Simulink
- Analyse der Werkstücktemperatur in Abhängigkeit von der Zeit
- Bewertung der Auswirkungen von Parametervariationen auf die Simulation
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Definition der Thermodynamik und thermodynamischer Systeme. Dies legt die Grundlage für die anschließende Modellbildung und Simulation des Aufheizvorgangs. Im zweiten Kapitel wird die Differenzialgleichung des Systems aufgestellt und das Blockschaltbild in MATLAB-Simulink dargestellt.
Im dritten Kapitel werden verschiedene Simulationen mit variierenden Parameterwerten durchgeführt. Dazu gehören die Variation der Werkstückoberfläche und der spezifischen Wärmekapazität. Die Ergebnisse werden in Form von Grafiken visualisiert und interpretiert.
Schlüsselwörter
Thermodynamik, Simulation, Aufheizen, Werkstück, Glühofen, Differenzialgleichung, Blockschaltbild, MATLAB-Simulink, Parametervariation, Temperaturveränderung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Kerninhalt dieser thermodynamischen Arbeit?
Die Arbeit befasst sich mit der Simulation des Aufheizvorgangs eines Werkstücks in einem Glühofen unter Verwendung von Differenzialgleichungen.
Welche Software wird für die Simulation verwendet?
Die mathematische Modellierung und grafische Darstellung der Temperaturveränderung erfolgt mit MATLAB-Simulink.
Welche physikalischen Parameter werden in der Simulation variiert?
Es werden insbesondere die Werkstückoberfläche und die spezifische Wärmekapazität variiert, um deren Einfluss auf die Temperaturkurve zu untersuchen.
Auf welcher theoretischen Grundlage basiert die Modellbildung?
Die Simulation stützt sich auf das Fachbuch „Modellbildung und Simulation dynamischer Systeme“ von Helmut Scherf.
Was ist ein Blockschaltbild in diesem Kontext?
Das Blockschaltbild ist eine grafische Repräsentation der zugrunde liegenden Differenzialgleichung in Simulink, die den dynamischen Prozess des Aufheizens abbildet.
Was ist das Ziel der grafischen Ergebnisanalyse?
Ziel ist es, die Temperaturveränderung des Werkstücks über die Zeit zu visualisieren und die Auswirkungen der Parametervariationen fachlich zu diskutieren.
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- Dominic Anlauf (Autor), 2020, Thermodynamik. Aufheizen eines Werkstücks in einem Glühofen, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/920024
