Energetische Nutzung von feuchter Biomasse in ... - tuprints
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Anhang<br />
mmGluc = 0.180 ; (* molare Masse Glucose <strong>in</strong> kg mol - 1 *)<br />
(* K<strong>in</strong>etik Braunprodukte *)<br />
eaBP[temp_] := 88*10^3 /; temp (325 + 273); (* Aktivierungsenergie <strong>in</strong> J mol - 1 *)<br />
k0BP[temp_] := 423 /; temp (325 + 273);<br />
nBP[temp_] := 3 /; temp (325 + 273);<br />
(* ab 420°C bleibt C - Bilanz konstant *)<br />
fBP[temp_] := 1 /; temp < (420 + 273);<br />
fBP[temp_] := 0 /; temp >= (420 + 273);<br />
(* Geschw<strong>in</strong>digkeit im Aussenrohr <strong>in</strong> m s - 1 *)<br />
uloc1[temp_] := m/(rho[temp]*Pi*(rOut^2 - rInn^2));<br />
(* Geschw<strong>in</strong>digkeit <strong>in</strong> Innenrohren <strong>in</strong> m s - 1 *)<br />
uloc2[temp_] := m/(rho[temp]*Pi*rInn^2);<br />
(* DGL der Energie- und Komponentenbilanzen *)<br />
(* Startwerte bei x=0: Anfangsgrädigkeit 55 °C, Feed tritt mit ca. 20 °C e<strong>in</strong> (hier:27 °C), 10 % (g g-1) Glucose<br />
oder Cellulose, 100 % C-Bilanz bzw. ke<strong>in</strong>e Braunprodukte *)<br />
sol1 = NDSolve[{<br />
temp1'[x] == ((k*2*rInn/(rOut^2 - rInn^2 ))/(m/(Pi*(rOut^2 - rInn^2))*cp[temp1[x]]))<br />
*(temp1[x] - temp2[x]),<br />
temp2'[x] == ((k*2/rInn)/(m/(Pi*rInn^2)*cp[temp2[x]]))*(temp1[x] - temp2[x]),<br />
yGluc'[x] == -k0*Exp[-ea/(rGas*temp2[x])]*yGluc[x]/uloc2[temp2[x]],<br />
yCell'[x] == -k0/10*Exp[-ea/(rGas*temp2[x])]*yCell[x]/uloc2[temp2[x]],<br />
yBP2'[x] == -fBP[temp2[x]]*k0BP[temp2[x]]*Exp[-eaBP[temp2[x]]/(rGas*temp2[x])]<br />
*yBP2[x]^nBP[temp2[x]]/uloc2[temp2[x]],<br />
temp1[0] == 300 + 55, temp2[0] == 300, yGluc[0] == 0.10, yCell[0] == 0.10, yBP2[0] == 100},<br />
{temp1, temp2, yGluc, yCell, yBP2}, {x, 0, lnge0}];<br />
lsg = %[[1]];<br />
ntemp1[x_] = temp1[x] /. lsg;<br />
ntemp2[x_] = temp2[x] /. lsg;<br />
(* Graphen ausgeben *)<br />
Plot[Evaluate[uloc1[ntemp1[x]]], {x, 0, lnge0}, AspectRatio -> 0.5, PlotStyle -> {Thickness[0.002]},<br />
AxesLabel -> {"Weg / m", "uloc 1 / m s-1"}];<br />
Plot[Evaluate[uloc2[ntemp2[x]]], {x, 0, lnge0}, AspectRatio -> 0.5, PlotStyle -> {Thickness[0.002]},<br />
AxesLabel -> {"Weg / m", "uloc 2 / m s-1"}];<br />
Plot[Evaluate[NIntegrate [(1/uloc1[ntemp1[x]]), {x,0, lngex}]], {lngex, 0,lnge0}, AspectRatio -> 0.5,<br />
PlotStyle -> {Thickness[0.002]}, AxesLabel -> {"Weg / m", "VWZ1 / s"}];<br />
Plot[Evaluate[NIntegrate [(1/uloc2[ntemp2[x]]), {x, 0, lngex}]], {lngex, 0, lnge0}, AspectRatio -> 0.5,<br />
PlotStyle -> {Thickness[0.002]}, AxesLabel -> {"Weg / m", "VWZ2 / s"}];<br />
Plot[{(Evaluate[temp1[x] /. sol1] - 273), (Evaluate[temp2[x] /. sol1] - 273)}, {x, 0,lnge0},<br />
AspectRatio -> 0.5, PlotStyle -> { {RGBColor[1, 0, 0]}, {Thickness[0.005]}}, AxesLabel -><br />
{"Weg / m", "Temp. / °C"}, PlotRange -> {0, 600}];<br />
Plot[{Evaluate[yGluc[x] /. sol1]} , {x, 0, lnge0}, AspectRatio -> 0.5, PlotStyle -> {Thickness[0.005]},<br />
AxesLabel -> {"Weg / m", "yGlucose / kg kg-1"}, PlotRange -> {0, 0.1}];<br />
Plot[{Evaluate[yCell[x] /. sol1]} , {x, 0, lnge0}, AspectRatio -> 0.5, PlotStyle -> {Thickness[0.005]},<br />
AxesLabel -> {"Weg / m", "yCellulose / kg kg-1"}, PlotRange -> {0, 0.1}];<br />
Plot[{Evaluate[yBP2[x] /. sol1]} , {x, 0, lnge0}, AspectRatio -> 0.5, PlotStyle -> {Thickness[0.005]},<br />
AxesLabel -> {"Weg / m", "C-Bilanz / % (mol mol-1)"}, PlotRange -> {0, 100}];<br />
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