EBSILON®Professional Online Documentation
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管道连接 |
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空气进口 |
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空气出口 |
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热侧进口（蒸汽或流体） |
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热侧出口（凝结水或流体） |
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风机电功率 |
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风机下游空气状态 |
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远程输入 |
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通用 流量特征 凝汽器性能 冷却器性能 用户输入值 特征曲线 参考文献
组件 127 代表一个空气冷却的凝汽器（ACC），用于冷凝蒸汽轮机的排气。另外，它也可以用来模拟一个冷却流体的空气冷却器设备。在这两种情况下，它都会加热环境空气流，该空气流通过风机在管束上移动。
通常情况下，空冷式凝汽器由 A 型结构的单元组成，这些单元被组合到平行排列的托架上。在设计模式下，有两种方法来确定空冷式凝汽器的尺寸。（a） 如果 FDESIGN = 0，则设置托架数量并确定每个托架的尺寸以匹配冷却任务；或者（b） 如果 FDESIGN = 1，则设置托架尺寸并确定必要的托架数量。
为了确定空冷式凝汽器的托架大小，用户可以在两种方法中选择：
当确定了某一设计的必要托架数量以达到某一冷凝压力或热侧出口温度的目标时，除托架的标称数量和标称清洁度以外的所有标称值都必须被定义。由于托架数量 NBAYSN 必须是一个整数，清洁度 CLFN 被调整以产生精确的目标值。
通过换热器束的气流是由通常可以控制速度的强制通风风机实现的。为了计算风机的轴功率以及随后的电机功率，用户可以指定空气侧的压降。另外，也可以指定电机功率，然后计算空气侧压降。
根据 ASME PTC 30.1-2007 的"空冷蒸汽凝汽器"和 VGB-R 131 Me 的"真空下空冷凝汽器的验收测试测量和运行监测"，对空冷凝汽器进行了非设计特征建模。该模型提供了不同的非设计方法和影响非设计特征的可能性，从而可以根据供应商的数据或测量结果来进行精准调整。
当用作空气冷却的流体冷却器时，物理学原理非常相似，但不同的是，流体的出口状态必须在设计工况中定义。
显示格式:
空冷凝汽器：蒸汽和凝结水也可以显示在同一侧，而不是相反侧（见组件显示）。
空气侧的压降发生在换热表面，必须由风机的压力增加来补偿，所以 P1 和 P2 是相等的。端口 6 上的逻辑线代表风机后的空气状态，也就是说代表空气侧换热表面上的压力损失。空气侧压力损失可被直接指定（DPFAN）或者通过风机功率（FANPOWER）、风机效率（FANEFF）和电机效率（MOTOREFF）的综合输入来间接指定。
其中
PVent ... 风机功率
mL ... 空气质量流量
rL ... 空气密度
Dp ... 空气质量流量
hVent ... 风机效率
hM ... 电机效率。
凝结水 / 流体侧的压力损失直接指定为蒸汽进口压力损失或管侧压力损失（DP34）。
通过标志 FAIRMODE 可以选择三种不同的空气流量模式。空气流速可以直接指定（M2 给定），也可以通过所需的出口空气温度（T2 给定）或出口空气与凝结水之间的温差（设置 DT24）间接来指定。
压降与 Re^-n，密度和流速的平方在各自输入侧成正比。
其中
dp ... 压降
Re ... 雷诺数
n ... 系数
ρ ... 密度
ν ... 速度
系数 n 在凝结水 / 流体侧设置为 DP34EXP，在空气侧设置为 DP62EXP。设置范围在 0 到 2 之间。
空气流速是风机速度和可选压力损失的一个函数。提供以下计算模式并且可以通过 FAIRFLOW 来选择。
风机和电机的非设计性能可以通过 FANEFF 和 MOTOREFF 直接设置，也可以作为风机速度（特征线: CFANEFF）和相关电机功率（特征线: CMOTOREFF）的函数来计算。作为第三个选择，用户可以在 EFANEFF 和 EMOTOREFF 的输入中分别指定一个内核表达式。
在设计和非设计模式下，凝汽器的性能都由蒸汽进口条件和端口 3 的流速来设定。总的蒸汽流量被冷凝，出口条件对应于端口 4 指定压力下处在沸点的水（即没有过冷）。
传热的模型是一个单通道的横流换热器。热容量或必要尺寸的计算是基于 NTU 实效法，见参考文献（1）、（2）和（3）。
凝结水压力直接设置在管道上的端口 4 上。采用以下公式。P3 = P4 + dP34。允许的最低凝结水压力可以通过 PMIN 来设置。如果凝结水压力低于 PMIN，模拟结束后会出现一条警告信息。
整体传热系数（K）和传热面积（A）的乘积是传热的设计特征： KA = K * A. 用户可以选择在设计模式下指定 K（整体传热系数 OHTC）或 A（面积），方法是 FDESIGN = 0（设置 NBAYS 得到每个托架的标称数据）。
用设计方法 FDESIGN = 1（设置每个托架标称数据得到 NBAYSN）KA = KAN * AREAN，设计计算将确定达到设计目标所需的托架数 NBAYSN。为了给 NBAYSN 生成整数，标称清洁度 CLFN 需被被调整，表示一个设计余量或退化系数。通过输入期望清洁度 CLF，用户可以强制要求标称清洁度小于这个值，这意味着 NBAYSN 将被增加，直到 CLFN < CLF。在非设计模式下，CLFN 将一直被应用。
在非设计模式下，凝结水的压力是以下的函数
用户可以手动设置激活的托架数量和风机速度，或者从 2 种不同的模式中选择一种来自动设置激活托架的数量或风机速度，以尽可能地达到所需的冷凝压力。
这些模式是通过标志 FBAYMODE 来选择的。
整体传热系数 K 的变化与 Re^m 成正比。可以假定，凝结水侧的传热系数要比空气侧的传热系数高很多。因此，空气端的传热系数对传热系数起着主导作用。
其中
K ... 整体传热系数
Re ... 雷诺数
m ... 系数
hHT ... 传热效率
ρ ... 密度
ν ... 速度
对于空气侧，系数 m 可以通过 EXP12 设置在 0 到 2 的范围内。此外，可以用参数 PFKA12 为空气侧设置传热性能系数，该参数也可以选择从端口 7 的逻辑线上读取。另外，也可以通过参数 M1 / M1N 在特征线 CPFM1M1N 中指定非设计性能系数的函数，或者在 EPFKA12 的输入中定义一个内核表达式。
在冷却器模式下，流体温度不与出口压力耦合，需要进行设置。在设计方法 FDESIGN = 0（设置NBAYS得到每个托架的标称数据）中，用户有四种可能性来设置端口 4 的流体出口温度，这些温度是用标志 FCOOLING 来选择。
在设计方法 FDESIGN = 1（设置每个托架的标称数据得到 NBAYSN）中，端口 4 的流体出口温度必须从外部定义，设计计算将决定实现这个目标的托架数量 NBAYSN。为了给 NBAYSN 为整数，调整标称清洁度 CLFN，它代表了一个设计余量或退化系数。通过输入期望的清洁度 CLF，用户可以强制要求标称清洁度小于这个值，这意味着 NBAYSN 将被增加，直到 CLFN < CLF。在非设计模式下，应用 CLFN。
其传热效果相当于单通道横流换热器的传热效果。热容量或必要尺寸的计算基于 NTU 实效方法，见参考文献（1），（2）和（3）。
通过标志 FSIZEKA，用户可以指定确定传热面积的方法，该方法基于整体传热系数的定义，它对于空气冷却器--与凝汽器模式是相反的--是通过定义空气侧（HTC12）和流体侧（HTC34）的传热系数以及壁面传导率（LAMWALL）来设置。还需要指定管内径（DI）、管壁厚度（S_WALL）和翅片式传热系数（CFINS），以计算整体传热系数。
如果选择"设置外部面积"的方法，则根据用户输入的参数 AREA 来计算整体传热系数。
用户可以手动设置激活托架的数量和风机速度，或者从 2 种不同的模式中选择一种来自动设置激活的托架数量或风机速度，以尽可能接近达到所需的热侧出口温度。
这些模式是通过标志 FBAYMODE 选择的。
与上面的空气冷却凝汽器模式类似，传热系数 K 的变化与 Re^m 成正比。可以假设，流体侧的传热系数比空气侧的传热系数高近十倍。
系数 m 默认为 0，对于流体侧可以用 EXP34 设置，对于空气侧可以用 EXP12 设置，范围在 0 到 2 之间。此外，空气侧的传热效率系数 η_HT 可以通过 PFKA12、端口 7 上的逻辑线或图表特征线 M1M1N 来设置。对于流体侧的性能系数可以通过 PFKA34 或特征线 MM3N 来设置。这两个系数的值最小为 0.01 且可以高于 1。
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FMODE |
设置计算模式的标志 设计/非设计 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 全局 =1: 局部非设计（即总是非设计模式，即使选择了全局设计模式） =-1: 局部设计（即总是设计模式，即使选择了全局非设计模式） |
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FDESIGN |
设置设计方法的标志 =0: 设置 NBAYS 得到每个托架的标称数据 =1: 设置每个托架的标称数据，得到 NBAYSN（即在本地非设计模式下计算单个托架，确定达到目标压力/温度的托架数量） |
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FTYPE |
设置设备类型的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 凝汽器 =1: 冷却器 |
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NBAYS |
激活的托架数量 |
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FAIRMODE |
设置气流设计模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 设置 DT24（T4-T2） =1: 给定 T2 =2: 给定 M2 |
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FCOOLING |
设置冷却器设计模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 设置 DT14 （T4-T1） =1: 给定 T4 =2: 给定 Q34 =3: 给定实效 |
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DT24 |
T4 – T2 |
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DT14 |
T4 – T1 |
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Q34 |
冷却负荷 Q34 |
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EFF |
预期实效 |
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CLF |
期望的清洁度（仅设计；标称清洁度限制 CLFN） |
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FSIZEKA |
传热面积尺寸模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 设置传热系数 =1: 设置外部面积 |
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AREA |
总传热表面积 |
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OHTC |
整体传热系数 |
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HTC12 |
空气侧传热系数 |
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HTC34 |
流体侧传热系数 |
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S_WALL |
壁厚 |
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LAMWALL |
壁的导热性 |
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DI |
管内径 |
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CFINS |
有翅片的表面积与无翅片的表面积之比 |
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FDPMODE |
定义空气压降的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 设置风机压降 =1: 设置风机电功率 |
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DPFAN |
风机压降 |
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FANPOWER |
风机电功率 |
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DP34 |
蒸汽进口或管道侧压降（P3 - P4） |
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FBAYMODE |
用于设置非设计模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 设置激活的托架数量和风机速度 =1: 设置风机速度和目标压力或目标温度。计算达到规格给定值所需的托架数量。 =2: 设置激活托架的数量和目标压力或目标温度。计算所需的风机速度。 |
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FPRESSURE |
设置凝结水压力模式的标志 =0: 使用值 TARGETPRESSURE =1: 使用逻辑线上端口 7 的的压力值 |
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TARGETPRESSURE |
非设计模式的目标压力 |
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TARGETTEMPERATURE |
非设计模式的目标温度 |
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FFANSPEED |
设置风机速度模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用值 FANSPEED =1: 使用逻辑线上端口 7 的的质量流量值 |
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FANSPEED |
非设计模式的风机速度 |
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FPMIN |
设置最低凝结水压力模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用值 PMIN =1: 使用表达式 EPMIN |
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PMIN |
允许的最小压力 |
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EPMIN |
使用表达式来设置最低凝结水压力 |
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FANSPEED_LO |
切换一个托架之前的最小相关风机速度 |
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FANSPEED_HI |
切换一个托架之前的最大相关风机速度 |
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EXP12 |
HTC12 的非设计指数 |
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EXP34 |
HTC34 的非设计指数 |
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DP62EXP |
DP62 的非设计指数 |
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DP34EXP |
DP34 的非设计指数 |
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FAIRFLOW |
设置非设计空气流量模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 体积流量与风机速度成正比 =1: 使用特征线：相对风机速度与相对体积流量（CFANFLOW） =2: 使用特征线：相对体积流量与相对压降（CFANCURVE） =3: 使用相对体积流量的表达式（ERELVOLFLOW） |
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ERELVOLFLOW |
相对体积流量的表达式 |
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FFANEFF |
设置风机效率非设计模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用值 FANEFF =1: 使用特征线：FANEFF=FANEFFN*FN(FANSPEED) (CFANEFF) =2: 使用表达式：FANEFF=FANEFFN*EFANEFF |
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FANEFF |
预期的风机效率 |
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EFANEFF |
相对风机效率的表达式 |
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FMOTOREFF |
设置电机效率非设计模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用值 MOTOREFF =1: 使用特征线：MOTOREFF=MOTOREFFN*FN(RelPower)/FN(RelPower=1) (CMOTOREFF) =2: 使用表达式：MOTOREFF=MOTOREFFN*EMOTOREFF |
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MOTOREFF |
预期的电机效率 |
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EMOTOREFF |
相对电机效率的表达式 |
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FPFKA12 |
设置空气侧非设计传热性能系数模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用值 PFKA12 =1: 使用逻辑线上端口 7 的焓值 =2: 使用特征线：CPFM1M1N =3: 使用表达式：PFKA12 = EPFKA12 |
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PFKA12 |
空气侧的非设计传热性能系数 |
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EPFKA12 |
空气侧非设计性能系数的表达式 PFKA12 |
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FPFKA34 |
设置流体侧非设计传热性能系数模式的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用值 PFKA34 =2: 使用特征线：CPFM3M3N =3: 使用表达式：PFKA34 = EPFKA34 |
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PFKA34 |
水 / 蒸汽侧的非设计传热性能系数 |
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EPFKA34 |
流体侧的非设计性能系数表达式 PFKA34 |
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NBAYSN |
标称托架数量 |
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KAN |
单个托架的标称 K*A |
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AREAN |
单个托架的标称面积 |
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M1N |
单个托架的标称空气流量 |
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RHO1N |
标称空气密度 |
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RHO1FN |
风机后的标称空气密度 |
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P3N |
标称蒸汽 / 流体进口压力 |
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H3N |
标称蒸汽 / 流体进口焓 |
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M3N |
标称进口蒸汽 / 流体质量流量 |
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HTC12N |
标称空气侧传热系数 |
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HTC34N |
标称流体侧传热系数 |
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RWALLN |
标称壁阻 |
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AOFAIN |
标称面积比 Ao/Ai（外表面比内表面） |
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AOFAMN |
标称面积比 Ao/Am（外表面比平均表面） |
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DP62N |
标称空气侧压降 |
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DP34N |
标称进口蒸汽 / 流体侧压降 |
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FANEFFN |
称风机效率 |
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MOTOREFFN |
标称电机效率 |
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SHAFTPOWERN |
标称轴功率 |
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CLFN |
标称清洁度 |
标记为蓝色的数值是非设计计算参考量。在所使用的公式中，实际的非设计值参考这些量。
一般来说，所有的输入需要可见。通常会提供默认值。
更多关于输入域的颜色和描述的信息，请参见编辑组件\规格值。
关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息，请参见通用\接受标称值。
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特征线 1: CFANEFF: 风机效率 = f (FANSPEED) |
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X-轴 1 相对速度 第一 点 |
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特征线 2: CFANFLOW: V1/V1N = f (FANSPEED) |
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X-轴 1 相对速度 第一 点 |
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特征线 3: CFANCURVE: DP62/DP62N = f (V1/V1N) |
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X-轴 1 V1/V1N 第一 点 |
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特征线 4: CMOTOREFF: 电机效率 = f (QSHAFT/QSHAFTN) |
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X-轴 1 QSHAFT/QSHAFTN 第一 点 |
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特征线 5: CPFM1M1N: 性能系数 = f (M1/M1N) |
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X-轴 1 M1/M1N 第一 点 |
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特征线 6: CPFM3M3N: 性能系数 = f (M3/M3N) |
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X-轴 1 M3/M3N 第一 点 |
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显示选项 1 |
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显示选项 2 |
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显示选项 3 |
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