EBSILON®Professional Online Documentation
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管道连接 |
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主进口（冷流，管内） |
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主出口（冷流，管内） |
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次进口（热流，管外） |
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次出口（热流，管外） |
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KAN 的控制进口（H） |
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模块 61 是一个多用途的模块，可以作为省煤器、蒸发器或过热器插入。它与组件 26 的不同之处在于非设计模式下（k*A）值的计算方法。组件 26 以特征线为基础，而组件 61 使用各个侧面传热系数的关系。必须在这里指定各个侧面的传热系数的标称值和非设计模式的指数。
插入组件时的默认值适用于水作为主要介质和烟气作为次要介质。当使用其它液体时，需要对数值进行调整。
在设计工况中，用户必须指定该组件将代表哪种类型的换热器（作为省煤器、蒸发器或过热器，或者也作为通用的换热器）。此外，还必须指定终端温差（上和下，见换热器通用）或设计工况中的烟气进口温度也需要指定。这里使用温度规格指定，且不是终端温度差，用户从外部指定进口和出口的四个温度中的三个。在每种情况下，设计计算的结果都是 k*A、KAN 的标称值。
通过使用实效系数来确定热交换器的大小也是可能的。它指的是理论上可能的最大换热（对于一个无限大的换热器表面积）。因此，0.8 的实效（有效性）意味着理论上可能的最大热量的 80% 被交换。
非设计中的压降限值（附加功能-->模型选项-->计算-->相对压降最大值）：
由于压降随质量流量呈二次方上升，在突破标称质量流量的情况下，会很快出现明显过高的压降。这将导致相变和收敛问题。出于这个原因，已经引入了压降限值。
恒定压力损失（FVOL = 2）：
对于这些组件，可以指定一个恒定的压降。当某一负荷点的压降是已知的（例如通过测量），或者想使用自己的压降公式时，这一点特别有帮助。
在非设计计算模式下，通过使用物理定律从 KAN 中计算出一个非设计 k*A。也可以通过适配多项式（作为补充或替代）为非设计进行比例缩放。
另外，也有两种识别模式（FIDENT = 2 和 4）：T2 - 规格值和 T4 - 规格值。在非设计的情况下，不使用 KAN 和相应的比例缩放，而是通过识别得到期望的温度作为结果，不计算 k*A。
在识别模式中，没有必要区分省煤器、蒸发器、过热器或通用的热交换器。
设计换热器的表面积规格（规格值 AN）
通常情况下，在 Ebsilon 中换热器是通过指定终端温差或要达到的温度来设计的。在一个迭代过程中，传热量和换热器的传热系数与表面积的乘积（k*A）的特征由此计算出来。然后，其标称值 KAN 用于计算非设计计算中的温度。这里没有必要知道 k 和 A 的单独数值。
在省煤器/蒸发器/过热器（指数，组件 61）的情况下、双向换热器（组件 62）和带汽包的蒸发器（组件 70）的情况下，非设计行为是由传热系数 AL12 和 AL34 的指数定义的。由于 k 可以从中计算出来，换热器的表面积 A 也可以得到。
这已经被用来通过表面积的规格指定来实现设计计算。然而，正确指定传热系数 AL12CN 和 AL34CN 的标称值是非常重要的，在应用 AN （面积）之前，传热系数只对部分负荷有影响。
指定的表面积只用于设计计算来确定 KAN。在非设计计算中，KAN 则被用于计算。
该组件可以通过开关 FFU 来停用。在这种情况下，热量不再被交换，但压力损失仍被考虑在内。
辐射损失 DQLR 可以通过损失系数来定义。
只有在对流中才能进行设计计算。在并流中，只能在局部非设计模式下进行计算。
由于这个组件的部分负荷行为不是由特征线决定的，而是由给定的指数决定的，所以从识别模式到假设模式的转变不能通过简单地与系数 KA/KACL 相乘来实现。因此有一个结果值 KAN0。这是 KAN 的假设值，它将产生 KA 的当前值（由识别结果来确定）。
对于 k*A 的非设计行为，可以用规格域 EADAPT 中的 EbsScript 函数来替代适配多项式 ADAPT。
用于控制组件属性的逻辑进口（连接点5）
（另见: 编辑组件 --> 端口）
为了使组件属性如效率或传热系数（变化量）能够从外部访问（用于控制或调节），可以将各自的数值作为一个标注测量值（规格值 FIND）放在辅助线上。
在组件中，同样的标注标号作为规格值 IPS 输入。
也可以把这个值放在直接连接到组件的逻辑线上（参见 FVALKA = 2, 变量： KAN, 规格：焓）。
这样做的好处是，配置在图形上是可见的，从而避免了错误（如复制时）。
标记 FCALC 的注意事项：
如果将此组件用于不同于水 / 蒸汽的流体作为主要流体，需要修改传热系数和质量流指数的值，因为默认值只适用于水 / 蒸汽。在以前的 EBSILON
Professional 版本中，直到版本5.0），冷侧和热侧的系数是自动互换的。从版本6.0开始，这种交换可以通过一个标志 FCALC 来激活或关闭。当 FCALC = 1 时，组件的计算就像以前的 Ebsilon 版本一样（如果主侧没有水或蒸汽，则进行系数交换）。当 FCALC = 2 时，组件使用的系数与指定的一样。当打开一个旧的模型文件时，默认值是 FCALC = 1（这样结果会和以前一样），当插入一个新的组件时，FCALC = 2。
热交换器夹点违规：（见"换热器概述"）
到版本10为止，非设计中的夹点违规只在后续才被检测到。根据特定的负荷情况，计算出 KA 和相应的传热量。之后，检查该热量是否能在正确的温度水平上转移。在蒸发或凝结的情况下，尽管有供热或排热，但温度保持不变，而且即使整体平衡是正确的，也可能发生热传递在物理上是不可能的情况。在这种情况下，Ebsilon 会生成一个错误信息。
现计算发生如下更新，传递的热量被减少到了在物理上可能的范围之内，为此最小的夹点可以被设定为一个规格值 PINPMIN。这就导致了相应地减少了 KA。
用户会收到一条警告信息（"降低 KA 以避免违反夹点"），然后可以调整 KA 的非设计特征线或非设计指数，直到使警告不再出现。然而这样做的好处是，在每一种情况下都能得到一个物理上可能的结果。
此外，在计算结束时要检查是否存在由于 Q（T） 趋势的曲率而导致的夹点违规，这是由 cp 随温度的显著变化引起的。这可以通过将热交换器分割成不同的部分来再现。
例如，当热流进口处的比热 cp 比出口处的小得多时，这种情况就会发生（比如蒸汽在远离过热区处的 cp 约为2kJ/kgK，但在饱和线附近为 5）。这意味着这种蒸汽在较低的温度水平上比在较高的温度水平上可以提供更多的热量。在终端温差较小的情况下，这种效应可能会成为传热的一个限制。
QT 图表考虑了无相变区域的非线性（曲线的曲率）。
标志 FSPEC （已弃用）已被分为三个标志：
注意：
当加载一个用第 11 版（或更早）创建的模型时，FTYPHX, FSPECD 和 FIDENT 的相应值是由标志 FSPEC 的值决定的，并且 FSPEC 被设置为"无效"（-999）。然后模型会计算出相同的结果值。然而，如果需要，标志 FSPEC 也仍然可以被使用。在已有的 EbsScripts 中将 FSPEC 切换到识别模式，EbsScripts 将继续工作。如果 FSPEC 不是为"无效"（-999），而是数值为 -4 或 -5 （识别模式的旧值），那么新的标志 FIDENT 将被忽略，并且组件将根据 FSPEC 的设置进行操作（这将在注释中指出）。
为了消除歧义，在输入屏幕中，"主要侧"和"次要侧"分别被"冷侧"和"热侧"所取代。冷侧（以前的"主要侧"）是指从引脚 1 到引脚 2 被加热的流量。热侧（以前的"次要侧"）是指从引脚 3 到引脚 4 发出热量的流量。
并流情况下的设计：（见"换热器概述"）
在换热器（组件 61）中，在同时流动（FFLOW = 1）的情况下，也可以通过上、下端温度差来进行设计。
如果两个进口温度都被指定，那么上端温度差只能通过迭代来确定。通常情况下这没有问题。如果在更复杂的模型中出现收敛问题，就必须使用另一种设计模式。
换热器类型型蒸发器的注意事项：
对于蒸发器，出口温度是由压力决定的。因此在这种情况下，可用的自由度就少了一个。因此对于蒸发器来说，指定上端温差（在对流中）是不可能的。
在蒸发器的情况下，也可以为设计分别指定上端（对流）和下端（并流）的终端温度差。在这种情况下，组件就会计算出热流体的进口温度。然而要使用这种模式，FTYPHX 必须被设置为"无过热蒸发"(5)（在组件 61 中应用）。原因是在设置为"蒸发器"（2）时，出口也会接受过热蒸汽，因此出口温度是未知的。
实效方式
烟气换热器（组件 61）可以采用设计的实效方法。与其它热交换器类似，该选项通过标志 FSPECD = 0 来选择。对于组件 61 而言，实效计算在换热器计算的背景下，对其他设计方式的也是有效的（然而，在识别模式下不行）。
在此应用结果值 REFF。REFF 是在换热器表面无限大的情况下，实际传输的热量与理论最大值的比率。
在设计工况中，当参考值被接管时，计算的实效也被存储在规格值 EFF 中。
标志 FDQLR
可以使用 FDQLR 标志来定义如何解释 DQLR （用于模拟热损失的系数）。
比热容：CP12 / CP34
平均比热容显示为冷侧（CP12）和热侧（CP34）的结果值。
平均比热容来自焓差和温差的商。
然而，如果没有温差（例如在两相范围内或当热交换器关闭时），就不可能计算出这个商数。在这种情况下，只要定义了相应温度下的比热容，就会使用它。否则，结果值为空。
性能系数 RPFHX
从 k*A 的当前值（结果值 KA）和基于组件物理学和特征线得出的相应负荷点的预期值 k*A （结果值 KACL）的商，用于评估热交换器的状况。
KA / KACL 的商被显示为结果值 RPFHX。
更多关于该换热器与其它换热器的比较信息，请参见换热器通用组件。
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FTYPHX |
换热器类型
如父工况（子工况为可选项） 表达式 = 0: 通用换热器 = 1: 省煤器 = 2: 蒸发器 = 3: 过热器 = 4: 非设计通用换热器，仅取决于 EX12（已废弃） = 5: 无过热的蒸发器 |
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FSPECD |
设计工况中的计算方法
如父工况（子工况为可选项） 表达式 = 0: 规格值 EFF 中指定有效性（传输热量与无限传输面的理论最大值的比率） |
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FIDENT |
激活组件识别模式（仅在部分负荷下） （FIDENT 用于激活一个组件识别模式，即根据温度规格来确定组件条件）
如父工况（子工况为可选项） 表达式 = 0: 无识别 在设计情况下，变量 FIDENT = 2 与 FSPECD = 5 相同，FIDENT = 4 与 FSPECD = 4 相同。为了防止相互矛盾的规格，标志 FIDENT 只在非设计中用于这些组件。 请注意： |
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DTN |
终端温差（标称，取决于 FSPEC） |
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EFF |
实效（有效性） |
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FDP12RN |
定义冷侧压降类型的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =1: 绝对值（DP12N = DP12RN） =2: 相对值（DP12N = P1N * DP12RN） = -1: P2 从外部给定 |
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DP12RN |
压降 12（标称）[绝对值或相对于 P1] |
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FDP34RN |
定义热侧压降类型的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =1: 由（DP34N = DP34RN）计算绝对值 =2: 由（DP34N = P3N * DP34RN）计算相对值 = -1: P4 从外部给定 |
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DP34RN |
压降 34（标称）[绝对值或相对于 P3] |
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FDQLR |
热损失处理 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 常数（DQLR * QN 对所有负荷情况）DQLR 对应所有负荷情况下的设计值 QN（等于设计情况下热流放热量），即在所有负荷情况下都是一个恒定的值。但是，如果这个值超过了热流放热量的10%，热损失将被限制在这个值内，并且会有一个警告输出。 =1: 对应实际输入的热量（DQLR * Q354） DQLR 对应热流放热量。如果相应的警告被忽略，超过10%的损失也可以在这里建模。 |
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DQLR |
热损失（相对） |
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FCALC |
部分负荷计算类型（见"通用"） 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =1: 旧模式（用于兼容） =2: 新模式 |
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AL12N |
冷侧传热系数（标称） 建议将以下数值作为第一个假设： AL12N_Water = 6000 W/(m²K) （水） AL12N_Steam = 500 W/(m²K)（蒸汽） |
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AL34N |
热侧传热系数（标称） 建议将以下数值作为第一个假设： AL34N_Gas = 50 W/(m²K)（燃气） |
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EX12 |
AL12 的质量流量指数 AL12 = AL12N*(M1/M1N**EX12) |
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EX34 |
AL34 的质量流量指数 AL34 = AL34N*(M3/M3N**EX34)* (1 - (TM34N-TM34)*5E-4 /K) (K= degrees Kelvin) |
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AN |
传热（换热）面积（标称） |
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FMODE |
计算模式"设计"/"非设计"的标志 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） =2: 特殊的局部非设计（与早期 Ebsilon 版本兼容的特殊情况，不应在较新的模型中使用，因为实际非设计计算的结果不一致） =-1: 局部设计 |
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FFLOW |
流动方向（见"热交换器概述" ） 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 对流 =1: 并流 =2: 交叉流 |
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NROW |
行数（对于交叉流） |
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NPASS |
通流数（对于交叉流） |
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FARR |
通流布置（对于交叉流） 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 对流 =1: 并流 =2: 交叉流 |
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FVOL |
压力损失的流量依赖性 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 不考虑体积依赖性 DP/DPN = (M/MN)**2 =1: 考虑体积和质量流量依赖性 DP/DPN = V/VN*(M/MN)**2 =2: 恒定压降（不依赖于负荷） |
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FADAPT |
适配多项式 ADAPT / 适配函数 EADAPT 如父工况（子工况为可选项） 表达式 = 0: 不使用，不评估 = 1: k*A 的修正系数 [KA = KAN * K/KN * 多项式] = 2: 计算 k*A [KA = KAN * 多项式] = 1000: 不使用，但 ADAPT 被评估为 RADAPT（减少计算时间） = -1: k*A 的修正系数[KA = KAN * K/KN * 函数] = -2: 计算 k*A [KA = KAN * 函数] = -1000: 不使用，但 EADAPT 被评估为 RADAPT（减少计算时间） |
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EADAPT |
适配函数输入 |
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FFU |
激活组件的标志 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 换热器停用（无热量传递，但有压力损失） =1: 换热器开启（激活） |
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FVALKA |
k*A 的校核 如父工况（子工况为可选项） 表达式 =0: 使用 KAN 而不进行校核 =1: 使用 ISP 代替 KAN（可校核） =2: KAN 由控制进口 5 处的焓值给定 |
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IPS |
伪测量点的指数 |
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PINPMIN |
夹点的最小值（如果夹点会降到低于这个值，KA 会自动减少） |
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TOLXECO |
省煤器中蒸发量的容许值。如果省煤器出口处的蒸汽含量 X > TOLXECO，就会发出警告信息。如果 > 2 * TOLXECO，则发出错误信息。 |
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FSPEC （已弃用） |
操作类型和温度定义的标志（除了最后两种模式，FSPEC 只在设计情况下使用） 如父工况（子工况为可选项） 表达式 = -999: 未使用（使用 FSPECD 和 FIDENT 代替） 旧值： =40: 通用换热器，实效方法 =41: 通用换热器，DTN = 给定下端差 =42: 通用换热器，DTN = 给定上端差 =43: 通用换热器，DTN = 给定 T4 =44: 通用换热器，（T3,T4）和（T1或T2）在此组件之外给定 =45: 通用换热器，（T1,T2）和（T3或T4）在此组件之外给定 =49: 通用换热器，AN = 给定面积 =10: 省煤器，实效方法 =11: 省煤器，DTN = 给定下端差 =12: 省煤器，DTN = 给定上端差 =13: 省煤器，DTN = 给定 T4 =14: 省煤器，（T3,T4）和（T1或T2）在此组件之外给定 =15: 省煤器，（T1,T2）和（T3或T4）在此组件之外给定 =19: 省煤器；AN = 给定面积 =20: 蒸发器，实效方法 =21: 蒸发器，DTN = 给定下端差 =22: 蒸发器，DTN = 给定上端差 =23: 蒸发器，DTN = 给定 T4 =24: 蒸发器，（T1,T2）和（T3或T4）在此组件之外给定 =25: 蒸发器，（T1,T2）和（T3或T4）在此组件之外给定 =29: 蒸发器，AN = 给定面积 =30: 过热器，实效方法 =31: 过热器，DTN = 给定下端差 =32: 过热器，DTN = 给定上端差 =33: 过热器，DTN = 给定 T4 =34: 过热器，（T3,T4）和（T1或T2）在该组件之外给定 =35: 过热器，（T1,T2）和（T3或T4）在此组件之外给定 =39: 过热器，AN = 给定面积
=1: 通用换热器，DTN = 给定下端差，非设计仅取决于 EX12 =2: 通用换热器，DTN = 给定上端差，非设计仅取决于 EX12 =3: 通用换热器，DTN = 给定 T4，非设计仅取决于 EX12 =4: 通用换热器，DTN = 给定 T3、T4 和 T1 或 T2，非设计仅取决于 EX12 =5: 通用换热器，DTN = 给定 T1、T2 和 T3 或 T4，非设计仅取决于 EX12 =-5: 给定 T2（也在非设计中）。注意：如果在非设计中使用这种方法，质量和能量平衡将被观察到，但换热器的大小将被调整。只有在适当的时候才使用这种方法，例如用于数据核对。这种方法可能会违反热力学第二定律。 =-4: 给定 T4（也在非设计中）。注意：如果在非设计中使用这种方法，质量和能量平衡将被观察到，但换热器的大小将被调整。只有在适当的时候才使用这种方法，例如用于数据核对。这种方法可能会违反热力学第二定律。 |
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KAN |
传热系数 * 面积（标称） |
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QN |
换热器容量（标称） = Q34N |
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M1N |
冷侧质量流量（标称） |
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M3N |
热侧质量流量（标称） |
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V1N |
冷侧进口处的比容（标称） |
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V3N |
热侧进口处的比容（标称） |
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P1N |
冷侧进口的压力（标称） |
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P3N |
热侧进口的压力（标称） |
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TM34N |
烟气介质温度（标称） |
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。
FK1 = (M1/M1N)**EX12
TM34 = 0.5*(T3+T4)
FK2=(1-.0005*(TM34N-TM34))*(M3/M3N)**EX34
对于过热器 {
KN = 1/(1/AL12N +1/ AL34N)
K = 1/(1/(AL12N*FK1)+1/(AL34N*FK2)) }
否则 {
KN = AL34N
K = AL34N*FK2}
第一特征线： KA/KAN = K/KN
所有情况 |
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如果 FDP12RN=relative, 则 {DP12N=P1*DP12RN} 否则 {DP12N=DP12RN} 如果 FDP34RN=relative, 则 {DP34N=P3*DP34RN} 否则 {DP34N=DP34RN} |
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设计工况 （模拟标志： GLOBAL= 设计工况 和 FMODE = GLOBAL） |
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如果用 FSPEC 给定下端温度差，那么 {
}
如果用 FSPEC 给定上端温度差；那么 {
}
如果用 FSPEC 给定温度 T4；那么 {
}
如果除 T1 或 T2 外的所有温度都是从外部给定的（由 FSPEC 指定），那么 {
}
如果除 T3 或 T4 外的所有温度都是从外部给定的（由 FSPEC 指定），那么 {
} |
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非设计工况 （模拟标志： GLOBAL = 非设计 或 FMODE = 局部非设计） |
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TOL = 0.00001 如果 FVOL = "取决于质量流量", 则 {
}
如果 FVOL= "取决于质量流量和体积流量", 则 {
}
P2 = P1 - DP12N * F1 M2 = M1
如果 FMODE = 非设计，使用 KAN 和特征线，那么 { 标记 1 FK1 = (M1/M1N)**EX12 TM34 = 0.5*(T3+T4) FK2=(1-.0005*(TM34N-TM34))*(M3/M3N)**EX34
对于过热器 { 1/KN = 1/AL12N +1/ AL34N 1/K = 1/(AL12N*FK1)+1/(AL34N*FK2) } 否则 { 1/KN = 1/ AL34N 1/K = 1/(AL34N*FK2)} }
如果 FMODE = 非设计： 使用 KAN，没有特征线，那么 { K = KN}
KA=KAN*K/KN
P4 = P3 - DP34N * F3 M4 = M3 + M5
迭代的最大值/最小值 { H2max = f(P2,T3) Q12max = M1 * (H2max - H1) H4min = f(P4,T1) Q34max = Q3 - M4 * H4min }
对 FFLOW = 对流 { Qmax = min(Q12max,Q34max) }
对 FFLOW = 并流 { 迭代 1 之前评估 QA = min(Q12max,Q34max) QM = QA*QA/(Q12max+Q34max)
迭代 1 { H2 = H1 + QM*(1-DQLR)/ M2 T2 = f(P2,H2) T4 = T2 H4 = f(P4,T4) QK = Q3 -M4 * H4 DQQ_1 = DQQ DQQ = QM - QK Regula - falsi 方法 { Size = (QM - QM_1)/(DQQ - DQQ_1) 迭代步骤 1: 上一个全局步长的大小 QMU = QM - DQQ * Size QM_1 = QM QM = QMU } DQ = | DQQ/((QM+QK)*.5) |
如果 DQ < TOL 则结束迭代 1 否则继续迭代 } Qmax = QM }
Q12 = 0.5*Qmax
迭代 2 { H4 = (Q3 - Q12/(1-DQLR) )/M4 T4 = f(P4,H4) H2 = H1 + Q12/M2 T2 = f(P2,H2)
DTLO = T4 - T1 (对 FFLOW = 对流) DTUP = T3 - T2 (对 FFLOW = 对流)
DTLO = T4 T2 (对 FFLOW = 并流) DTUP = T3 T1 (对 FFLOW = 并流)
LMTD = (DTUP - DTLO)/(ln(DTUP) - ln(DTLO))
QQ = KA * LMTD DQQ_1 = DQQ DQQ = Q12 - QQ
Regula - falsi 方法 { Size = (Q12 - Q12_1)/(DQQ - DQQ_1) 迭代步骤 1: 上一个全局步长的大小 Q12X = Q12 - DQQ * Size Q12_1 = Q12 Q12 = Q12X }
DQ = |DQQ /((Q12+QQ)*.5)| 如果 DQ < TOL, 则结束迭代 2 否则继续迭代 }
KA*LMTD = M2*H2 - M1*H1 KA*LMTD = (M3*H3 - M4*H4) * (1 DQLR)
对于 FMODE = 非设计，使用 KAN 和特征线回到标记 1，直到出现收敛。 |
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显示选项 1 |
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