In der vorliegenden Studienarbeit wurde ein in Excel integriertes VBA-Programm entwickelt, um die Wärmeübertragung an Doppelrohren zu untersuchen.
In der Arbeit werden Grundlagen der Wärmeübertragung und der Programmierung mit VBA besprochen.
Weiterhin werden die Rahmen- und Randbedingungen des Programms erläutert und der Programmablauf erklärt.
Abschließend werden die Ergebnisse der Arbeit validiert und Weiterentwicklungsmöglichkeiten aufgezeigt.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Grundlagen der Wärmeübertragung
- Die Programmiersprache VBA in Excel
- VBA-Editor
- Variablen
- Programmiertechniken
- Programmablauf
- Vorgaben
- Doppelrohrberechung
- Validierung der Ergebnisse
- Beispiel-Handrechnung
- Vergleich mit Literaturergebnis
- Vergleich mit WSU-Aufgabenstellung
- Weiterentwicklungsmöglichkeiten
- Zusammenfassung
- Literaturverzeichnis
- Anhang
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Studienarbeit zielt darauf ab, ein VBA-Programm zu entwickeln, das in Excel integriert ist und die Wärmeübertragung an Doppelrohren berechnet. Das Programm soll die Berechnung eines Doppelrohrwärmeübertragers nach VDI-Wärmeatlas ermöglichen, indem die Wärmeübertragung über die Eintritts- und Austrittstemperaturen sowie Volumenströme berechnet und anschließend der benötigte Doppelrohr-Wärmeübertrager dimensioniert wird.
- Grundlagen der Wärmeübertragung
- Anwendung der Programmiersprache VBA in Excel
- Programmablauf und Funktionsweise des entwickelten Programms
- Validierung der Ergebnisse durch Vergleich mit Handrechnungen und Literaturbeispielen
- Weiterentwicklungsmöglichkeiten des Programms
Zusammenfassung der Kapitel
Das erste Kapitel führt in die Thematik der Wärmeübertragung als elementarer Bestandteil der Verfahrenstechnik ein. Es wird die Bedeutung von Wärmeübertragern für verschiedene Prozesse und Verfahren erläutert, insbesondere die Notwendigkeit für das Erreichen angestrebter Temperaturlevel. Die Studienarbeit konzentriert sich auf die Entwicklung eines Programms zur Berechnung von Doppelrohrwärmeübertragern in Excel mit VBA.
Kapitel 2 legt die Grundlagen der Wärmeübertragung dar, indem es das Fourier'sche Grundgesetz, die Wärmeleitung, den konvektiven Wärmeübergang und die Energiebilanz beschreibt. Es werden wichtige Kennzahlen wie die Reynolds-Zahl, die Prandtl-Zahl und die Nusselt-Zahl eingeführt und ihre Bedeutung für die Berechnung des Wärmeübertragungsprozesses erläutert.
Kapitel 3 beleuchtet die Programmiersprache VBA in Excel. Es werden wichtige Merkmale von VBA wie die Objektorientierung, die Ereignisorientierung und die prozedurale Programmierung vorgestellt. Der VBA-Editor, Variablen, Datentypen und wichtige Programmiertechniken wie If-Else-Abfragen und Schleifen werden detailliert beschrieben.
Kapitel 4 beschreibt den Programmablauf des entwickelten Programms. Es werden die notwendigen Eingaben, die Berechnungsschritte und die Ausgabe der Ergebnisse erläutert. Das Programm umfasst zwei Arbeitsblätter in Excel: ein Arbeitsblatt mit der Ergebnistabelle und ein Arbeitsblatt mit den Stoffdaten für Wasser. Der Code im VBA-Editor steuert den Programmablauf und ermöglicht die Berechnung der Wärmeübertragung anhand vorgegebener Parameter.
Kapitel 5 widmet sich der Validierung der Ergebnisse. Es werden verschiedene Berechnungsbeispiele durchgeführt, darunter eine Beispiel-Handrechnung, ein Vergleich mit einem Literaturbeispiel und ein Vergleich mit einer WSU-Aufgabenstellung. Die Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen den Werten, die durch das Programm berechnet wurden, und den Referenzwerten.
Kapitel 6 präsentiert verschiedene Weiterentwicklungsmöglichkeiten des Programms. Es werden die aktuellen Einschränkungen und Vereinfachungen des Programms aufgezeigt und mögliche Erweiterungen, wie die Integration anderer Wärmeübertragerbauarten, die Erweiterung auf weitere Medien und Aggregatzustände sowie die Möglichkeit, die Wärmeübertragung bei gegebenem Wärmeübertrager zu berechnen, vorgeschlagen.
Kapitel 7 fasst die Ergebnisse der Studienarbeit zusammen. Es wird hervorgehoben, dass ein funktionsfähiges Programm zur Berechnung der Wärmeübertragung an Doppelrohrwärmeübertragern entwickelt wurde, das die Berechnung nach VDI-Wärmeatlas ermöglicht. Das Programm ist einfach zu bedienen und bietet eine hohe Genauigkeit. Es werden die Einschränkungen des Programms sowie die zukünftigen Weiterentwicklungsmöglichkeiten erwähnt.
Schlüsselwörter
Die Schlüsselwörter und Schwerpunktthemen des Textes umfassen die Wärmeübertragung, Doppelrohrwärmeübertrager, Visual Basic for Applications (VBA), Excel, VDI-Wärmeatlas, Programmierung, Validierung und Weiterentwicklungsmöglichkeiten. Der Text beleuchtet die Anwendung von VBA in Excel zur Berechnung der Wärmeübertragung an Doppelrohren und die Validierung des entwickelten Programms anhand von Beispielen und Literaturvergleichen.
- Arbeit zitieren
- Andreas Koper (Autor:in), Jing Hong Lee (Autor:in), 2013, Wärmeübertragung an Doppelrohren. Untersuchung mit Visual Basic (VBA), München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/215926
