Neue Näherungsgleichung zur einheitlichen Berechnung von Wärmeübertragern

Zusammenfassung Es wird eine für alle Stromführungen einheitliche Näherungsgleichung mit drei oder vier anpaßbaren Parametern zur Berechnung des Korrekturfaktors für die mittlere logarithmische Temperaturdifferenz angegeben. Die anpaßbaren Parameter wurden für etwa 50 verschiedene Stromführungen durch Ausgleichsrechnung bestimmt. Die Genauigkeit der Gleichung ist für die Berechnung im praktisch wichtigen Bereich mehr als ausreichend.

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New approximate equation for uniform heat exchanger design

An approximate equation with three or four empirical parameters for the uniform calculation of the LMTD-correction factor of all heat exchanger configurations is proposed. The empirical parameters have been determined for about 50 different flow configurations using least squares estimation. The accuracy of the equation is more than sufficient for practical design purposes.

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Formelzeichen A Übertragungsfläche - a, b, c, d Parameter der Näherungsgleichung - Wärmekapazitätsstrom - F Korrekturfaktor für die logarithmische mittlere Temperaturdifferenz - k Wärmedurchgangskoeffizient - m, n Zahl der Durchgänge oder Einzelapparate - NTU Anzahl der Übertragungseinheiten (number of transfer units); NTU_i=kA/ _i - P dimensionslose Temperaturänderung - R Wärmekapazitätsstromverhältnis;R ₁=₁/₂;R ₂=₂/₁ - relativer Fehler - Mittelwert von NTU₁ und NTU₂ Indizes 1, 2 Stoffstrom 1, 2 - G Gegenstrom - s Schätzwert Herrn Prof. Dr.-Ing. E.h. K. Stephan zum 65. Geburtstag gewidmet.     

On two methods of determining the ellipses and ellipsoids of positioning accuracy of robot manipulators

Summary When analysing the problem of the positioning accuracy of robot manipulators it is important to know how far random deviations of the hand may be from the desired position if the joint positioning errors possess a normal distribution. Two methods of determining the ellipses and ellipsoids of probability concentration are compared. The first of them is based on the standard procedure of the probability calculus. The second approximate method consists in finding at first the polygon or polyhedron of the positioning accuracy, and then in finding the ellipse or ellipsoid with principal axes and second order moments coinciding with those of the polygon or polyhedron, respectively. Examples of application demonstrate that these two methods give very close results.

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Zwei Methoden zur Bestimmung der Ellipsen und Ellipsoide der Positioniergenauigkeit von Handhabungsrobotern

Übersicht Bei der Untersuchung der Positioniergenauigkeit von Handhabungsrobotern ist es wichtig, die Größe zufälliger Abweichungen des Greifers von der erstrebten Position zu kennen, wenn die Lagefehler der Verbindungen eine Normalverteilung besitzen. Es werden zwei Methoden zur Bestimmung der Ellipsen bzw. Ellipsoide der Wahrscheinlichkeitsdichte verglichen. Die erste beruht auf dem Standardverfahren der Wahrscheinlichkeitsrechnung. Die zweite Näherungsmethode besteht darin, daß zunächst das Polygon bzw. Polyeder der Positioniergenauigkeit bestimmt wird und danach die Ellipse bzw. das Ellipsoid mit den Hauptachsen und Momenten zweiter Ordnung wie das Polygon oder Polyeder. Beispiele zeigen, daß beide Methoden zu sehr ähnlichen Ergebnissen führen.

     

A configuration interaction study of phosphine using bonded functions

A computational study is made of the effect of basis set upon the energy, properties and inversion barrier of the phosphine molecule. The calculations are performed at both the SCF and CI level. The flexibility of the double zeta basis is discussed in the light of the results.     

Struktur von 7,11-Diphenyl-2,4-diazaspiro[5,5]undecan-1,3,5,9-tetraonen durch LIS-NMR

A semi-quantitative method for determining distances between a possible coordination centre and protons from LIS-NMR values is developed for the title compounds3, although these have four coordination points. This makes it possible to propose structures and conformations for the isomers of3.

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Mit 4 Abbildungen

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H.-H. Otto undH. Yamamura, Ann. Chem., im Druck.     

Etude dilatométrique de la cristallisation et de la transformation polymorphe du polybutène — 1 isotactique

Résumé On étudie par dilatométrie la cinétique de cristallisation et de la transformation III de trois échantillons de polybutène-1 isotactique. On montre que la cristallisation de l'échantillon fondu est initiée par des germes hétérogènes, dont le nombre varie d'un échantillon à l'autre. La vitesse de cristallisation varie linéairement avec l'inverse du degré de surfusion (T ^–1), sa variation thermique étant indépendante de l'échantillon. On met en évidence l'importance de la cristallisation secondaire, qui suit le processus autocatalytique. D'autre part, la transformation III, après refroidissement, est initiée par des germes apparaissant sporadiquement dans les fibrilles lamellaires de la texture sphérulitique, et elle se propage le long de celles-ci. D'une manière générale la vitesse de transformation isotherme dépend de l'histoire thermique: on examine ici l'influence de la température de cristallisation primitive et celle d'une trempe préalable aux basses températures. Cette dernière engendre un grand nombre de germes, dont la fraction qui résiste à une élévation de température, accélère la transformation. On discute, enfin, les trois volumes de référence déterminant la cristallinité des échantillons dans les deux formes. On propose une nouvelle échelle de cristallinité, dont la cohérence est confirmée par l'invariance des valuers des coefficients de dilatation des deux formes de cristaux, déduites de la dilatation des échantillons obtenus après trempe ou cristallisation isotherme à haute température.

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Summary Kinetics of crystallization and transformation III are investigated dilatometrically with three isotactic Polybutene-1 samples. Primary autocatalytic crystallization from the supercooled melt is initiated by a heterogeneous nucleation process, the number of nucle being determined by the previous temperature of the melt. The rate of crystallization depends linearly on the reciprocal of the degree of supercooling (T ^–1) and its thermal variation is identical for the three samples investigated. The importance of the secondary cristallization, which follows the primary process, is emphasized. On the other hand, the transformation III, which occurs after cooling the semicristalline sample in the room temperature range, is initiated by nuclei appearing sporadically in the lamellar ribbons of the spherulitic texture and they grow linearly along these ribbons. In general the isothermal rate of transformation depends on the previous thermal history of the sample: the influence of the cristallization temperature and that of quenching to low temperatures are systematically investigated. Such a quenching prior to transformation generates a great number of nuclei, a fraction of which persiste even at higher temperatures and increases the rate of transformation. Reference volumes, which determine the cristallinity of PB-1 in its two forms, are discussed. A new cristallinity scale is proposed, the coherence of which is confirmed by the constant values of the expansion coefficients of the two cristalline forms, calculated from the actuel thermal expansion of the semicristalline material, the cristallinity of which varied in a large range.

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Zusammenfassung Es wird an drei isotaktischen Polybuten-1-Proben die Kinetik der Kristallisation und der Transformation von II nach I untersucht. Eine primäre autokatalytische Kristallisation aus der unterkühlten Schmelze wird durch einen heterogenen Keimbildungs-Prozeß initiiert. Die Zahl der Keime ist durch die vorausgehende Temperatur der Schmelze bedingt. Die Geschwindigkeit der Kristallisation hängt linear vom reziproken Wert der Unterkühlung ab (T ^–1) und die thermische Variation ist identisch für alle drei untersuchten Proben. Die Wichtigkeit der Sekundär-Kristallisation, die dem primären Prozeß folgt, wird betont. Andererseits wird die Transformation von II nach I, die nach Abkühlen der halb-kristallinen Probe auf Raumtemperatur eintritt, durch Keime initiiert, die verstreut in den laminaren Rippen der sphärulithischen Textur erscheinen. Sie wachsen linear längs der Rippen. Im allgemeinen hängt die isotherme Geschwindigkeit der Transformation von der thermischen Vorgeschichte der Probe ab. Der Einfluß der Kristallisations-Temperatur und der des Abschreckens zu tiefen Temperaturen werden systematisch untersucht. Ein Abschrecken vor der Transformation erzeugt eine große Zahl von Keimen, von denen ein Bruchteil auch bei höheren Temperaturen fortbesteht und die Transformations-Geschwindigkeit so erhöht. Referenz-Volumina, die die Kristallinität von PB-1 bestimmen, werden diskutiert in ihren zwei Formen. Eine neue Kristallinitäts-Skala wird vorgeschlagen, deren Zutreffen durch die konstanten Werte der Ausdehnungs-Koeffizienten der zwei Kristall-Formen, berechnet aus dem tatsächlichen Ausdehnungsverhaltens des semikristallinen Materials, dessen Kristallanteil in einem großen Bereich variierte, gesichert wird.

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Avec 12 figures en 14 détails et 8 tableaux

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Beursier del'OTAN pendant l'année 1966.     

Calculations on electric-field-induced shifts in ultraviolet absorption spectra: The significance of doubly excited configurations

Calculations on the cation-induced shifts in the UV spectrum of the terphenyl mononegative ion suggest that the spectra of the ions of alternant hydrocarbons, as compared with those of the molecules, are rather insensitive to electric field perturbations. This feature only shows up if one includes enough (doubly) excited configurations to allow for the polarization of the excited states involved in the optical transitions.

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Zusammenfassung Berechnungen über die von Kationen verursachten Verschiebungen im UV-Spektrum des mononegativen Terphenylions deuten darauf hin, daß die Spektren der Ionen alternierender Kohlenwasserstoffe im Vergleich zu denen der Molekeln gegen vom elektrischen Feld hervorgerufene Störungen ziemlich unempfindlich sind. Dies kommt nur dann zum Ausdruck, wenn man in den Berechnungen genügend (doppelt) angeregte Konfigurationen mit einbezieht, um auch die Polarisation der an den optischen Übergängen beteiligten Anregungszustände zu erfassen.

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Résumé Des calculs sur les déplacements — provoqués par le cation — dans le spectre ultraviolet de l'ion mononégatif de terphényle indiquent que les spectres des ions d'hydrocarbures alternants, à côté de ceux des molécules, sont assez insensibles aux perturbations du champ électrique. On ne trouve ce résultat que dans le cas où l'on introduit un nombre suffisant de configurations excitées (doublement) pour tenir compte de la polarisation des états excités liés aux transitions optiques.

     

Theoretical study of addition reactions of heavy carbenes to carbon and boron nitride nanotubes

In an effort to gain insight into the activation energies and reaction enthalpies of the chemical functionalization of carbon and boron nitride nanotubes, calculations using density functional theory have been carried out for the cycloaddition of a heavy carbene to a single-walled carbon (SWCNT; C(130)H(20)) and a boron nitride (SWBNNT; B(65)N(65)H(20)) nanotube. The (CH(3))(2)X + SWCNT and (CH(3))(2)X + SWBNNT (X = C, Si, Ge, Sn, and Pb) reactions are the subject of the present study. All the stationary points were determined at the B3LYP/LANL2DZ level of theory. The major conclusions that can be drawn from this work are as follows: (i) Considering both the activation barrier and reaction enthalpy based on the model calculations presented here, it is found that the order of (CH(3))(2)X reactivity is X = C > Si > Ge > Sn > Pb, irrespective of whether cycloaddition is to a SWCNT or a SWBNNT sidewall. That is to say, (CH(3))(2)C and (CH(3))(2)Si can readily add to the sidewalls of SWCNT and SWBNNT, whereas (CH(3))(2)Ge, (CH(3))(2)Sn, and (CH(3))(2)Pb are unreactive. (ii) Since the chemical reactivities of SWCNT and SWBNNT sidewalls closely resemble those of the small C(16)H(10) and B(8)N(8)H(10) molecules, at least in a qualitative sense, the use of the above small molecules as models is sufficient to provide qualitatively correct results. (iii) Our theoretical observations indicate that all the (5,5) SWCNT and SWBNNT cycloadducts favor opened rather than closed three-membered ring structures. (iv) The theoretical investigations demonstrate that the singlet-triplet splitting of the carbene species (R(2)X) as well as that of the small model molecules can be used as a diagnostic tool to predict the addition reactivities of carbene analogues and sidewalls of various nanotubes, respectively. Moreover, the results obtained in this work allow a number of predictions to be made.     

1,3,6-Triphenyl-6-phenylazo-1,4,5,6-tetrahydropyridazin

Base induced 1.4-elimination of pyridine·HI from 1-(2-phenyl-2-phenylhydrazono-ethyl)-pyridinium iodide (6) yields 1.3.6-triphenyl-6-phenylazo-1.4.5.6-tetrahydropyridazine (8) the (4+2)-cyclodimer of the intermediate 1-phenyl-1-phenylazoethylene (7).8 can also be obtained by intramolecular oxidative cyclisation (with KMnO₄) of 1.4-diphenylbutane-1.4-dione bisphenylhydrazone (12). Spectroscopic data (ms,¹H-nmr, uv and ir/Raman) confirm the structure of8.