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    组件 7:蒸汽轮机凝汽器
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    组件 7:蒸汽轮机凝汽器


     

    规格

    管道连接 

    1

    冷却介质进口 

    2

    冷却介质出口

    3

    排汽进口

    4

    冷凝水出口

    5

    辅助冷凝水进口

    6

    KAN 或 CLTUBE 的控制进口(作为H) 

    7

    旁路蒸汽出口

     

    通用       用户输入值       特征曲线(如果 FHEI = 0)       根据 HEI 6 的计算方法 (如果 FHEI = 1)       根据 HEI 10 的计算方法 (如果 FHEI = 10 或 FHEI = -1)       应用物理公式       显示       示例

     

    通用

    与组件 10 相反,需要冷凝的蒸汽量和蒸汽焓值必须在组件 7 外部定义。

    在设计模式下,必须提供进汽压力(作为管道 3 的起始值或测量值)和上端温差(作为规格值 DT3S2N,参见换热器常规)。然后 Ebsilon 计算出冷却水流量 M1N 和 k*A 的标称值 KAN。

    在非设计模式下,有几种计算方式,可以通过指定 FSPEC 和 FHEI 来设置。

    组件 7 根据 HEI 10 方法扩展。以前的 HEI 实现方式被改名为"HEI 6"。
    扩展涉及到传热(分别为 k 和 k*A)以及主要压降的计算。
    除了"HEI 6"和"HEI 10",还可以实现其它 HEI 版本(FHEI = "用户定义")。
    规格矩阵(见下文)

    首先,必须区分常规的非设计模式和所谓的识别模式。在常规的非设计模式下,假设组件的性能(即 k*A 作为其它影响参数的函数)是已知的,并且被指定为特征线,指定为适配多项式,或由"HEI(Heat Exchange Institute)"方法的计算方法给出。压力是按发生完全凝结的方法来计算的。

    在识别模式下,测量到的排气压力用于识别在特定负荷点的组件。即计算 k*A。如果选择"HEI"的方法,将在识别模式下计算凝汽器管的清洁度系数。

    抛开这些不同的计算模式不计,也有一些其它选择来指定冷却剂的特性:如果指定了冷却水的流量,那么 Ebsilon 会计算冷却水出口温度。在指定了冷却水出口温度的情况下,Ebsilon 就会计算冷却水流量。冷却水流速可以在管道 1 上指定为起始值或测量值,也可以假定为固定值并由规格值 M1N 指定。标志 FSPECD 允许有以下设计选项:

    由于蒸汽参数的规格,需要传递的热量是固定的,在前三种情况下,要计算冷却水的质量流量,在后一种情况下,要计算冷却水的出口温度。

    冷凝水的过冷度并不包括在内。然而,它可以通过使用后冷却器(组件27)来建模。对周围环境的热损失可以用一个损失系数来设定。

    由于在实践中,凝汽器压力不仅受到冷却水参数的限制,而且还受到排空系统的限制,因此规定一个最低凝汽器压力是有意义的。这可以在标志 FP3MIN 的帮助下实现,也可以选择

    作为适配多项式的替代方法,可以使用规格域 EADAPT 中的 EbsScript 函数(见内核表达式,第3.2章)。

    当使用 HEI 方法时,可以对管道清洁度(参数 CLTUBE)的规格值进行校核。

     

    标志 FSPECPD:

    在版本13中,可以在组件中指定设计压力(以及在非设计中指定内部迭代的起始值)作为规格值 P3N
    该规格通过标志 FSPECPD 来控制。

    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)。

     

    辅助冷凝水压力的外部规格

    由于辅助冷凝水与冷凝水处于相同的压力水平,在建模时有必要在辅助冷凝水管道上安装一个控制阀或冷凝水阀,以便将压力降低到凝汽器水平。

    为了简化建模,现在有一种模式 "外部给定 P5",可以通过标志 FP5 来设置。这种模式允许在 5 号引脚上连接一个压力较高的管道。在组件内,辅助冷凝水就会降低到冷凝器的压力。其结果与外部调节阀相同。

    这种模式是新添加的组件默认设置。对于已有的模型,FP5 被设置为 "P5 = P3"。

     

    旁路模式

    凝汽器还包含一个标志 FFU,它可以关闭该组件。在其它热交换器中,"关闭"意味着没有热量传递,但对于凝汽器来说,这并不容易实现,因为这里注入了一定量的蒸汽,蒸汽在没有散热的情况下无法冷凝。因此,关闭状态的凝汽器需要为未冷凝的蒸汽提供一个额外的出口(旁路蒸汽)。为此,在凝汽器上增加了一个用于旁路蒸汽的引脚 7。

    对于 FFU = 0("关闭")的情况下,整个进入蒸汽通过这个旁路没有任何改变地输出(没有压力和热损失)。冷凝水量为 0,在冷端没有热注入。但是压降是要考虑的。在旁路运行中设计凝汽器是不可能的,也不能指定冷却水出口温度(FSPEC = 1)。在旁路运行中,凝汽器的压力不是由凝汽器计算出来的,而是必须从外部获得。该规格可以在旁路管道、蒸汽进入管道或冷凝管道上实现。

     

    识别模式

    一个用于激活识别模式的标志 FIDENT 已被实施,与其它组件类似(过时:之前有一个共同的标志 FSPEC,用它来控制识别模式(P3 规格)和冷却水规格)。

     

    标志 FIDENT 的设置:

    对于冷却水规格,有一个标志 FSPECM,其设置如下:

    为了防止已有模型的行为发生改变,仍然可以使用标志 FSPEC。在这种情况下,FIDENT 和 FSPECM 的设置被忽略。

     

    用于控制组件属性的逻辑进口(连接点6)

    (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)。

     

    混合物的处理

    为了使得组件也能适用"两相流体",可以选择混合物(从 Refprop 库中),组件 7 已经升级可以正确处理混合物。在这之前,这个功能只在组件 107(二相混合物汽轮机凝汽器)中可用。

    由于这使得组件 107 变得多余了,所以它已被标记为"过时"。当然,出于兼容性的考虑,它仍然可用,所以旧的模型仍然可以用组件 107 计算。然而,未来可能的扩展将只在组件 7 中实现,因此建议使用组件 7。

    请注意热流体过热情况:

    该组件假设要冷凝的流体不需要降热,而且降热对温度条件的影响可以相应忽略不计。在接收过热流体的情况下,能量平衡继续被正确处理。然而,露点温度被用作与 Fourier 定律有关的温度。

    指定一个负的终端温度差是可能的,但这样 KAN 就不能再被正确计算。在这种情况下,将输出一个警告。如果负的终端温差太高,以至于违反了热力学第二定律,将输出一个错误信息。

    为了实现对过热流体冷凝的更精确建模,减温器已被升级又来处理二相混合物(见组件 43)。

     

    通用流体

    被冷凝的流体也可以使用管道类型通用流体。但是,只有当凝结水的成分和使用的库与被冷凝的液体相一致时,才有可能掺入辅助凝结水。

     

    注:热流体或烟气也可用作汽轮机凝汽器的冷却剂

    关于结果值的说明:

    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

     

    关于适用于大多数常见热交换器的通用说明的更多信息,请参阅热交换器通用方程式,EBSILON 中的热交换器类型比较可以在热交换器通用组件一章中找到。

    瞬态建模

    组件 7 还允许在瞬态情况下对汽轮机凝汽器进行建模。标志 FINST 可用于此目的。假设凝结水热井中的液态和气态之间达到热力学平衡。

    瞬态计算需要指定热交换器的几何细节。在 HEI 方法中已经存在管道的几何信息。此外,瞬态建模需要外壳的几何细节。流体体积、壁面储存质量以及壁面和流体之间的交换表面积都是通过几何细节计算出来的。墙体材料的属性,如密度、热导率和热容量,可以从存储的库中指定(标志 FMTUBE, FMSHELL),也可以由用户指定。

    还考虑了流体与管壁/外壳之间的热交换以及管壁中的温度随时间的变化。为此,采用了组件 126的数值和分析算法。如组件 119 中的分析和数值相结合的方法被用于计算换热器壁温。

    对于传热系数(ALPH12,ALPH34)的计算,用户可以在 VDI 热力图谱(Heat Atlas)中的公式和自己的规格中进行选择,例如以用户函数的形式(EALPH12,EALPH34)。与组件 126 不同的是,真正的汽轮机凝汽器不是一个单纯的对流换热器,传热的计算是通过一个对流校正系数(值 < 1)来进行修正。这个系数在设计计算中根据搅拌器模型(VDI 热力图谱,第11版,C1 章)确定,并在非设计计算中保存为标称值 CORCFN。对于热交换的稳态解决方案,组件 7 允许在分析和数值解决方案之间进行选择(标志 FALG)。在数值解法的情况下,其结果取决于流动方向上的点的数量(NFLOW)。

    瞬态质量平衡考虑了时间步长中凝结水热井的填充水位变化。对于质量平衡,用户可以通过标志 FSPIN 来决定是指定填充水位还是质量流量 M4。计算出的填充水平作为 VMIN 和 VMAX 值之间的液相体积份数输出到引脚脚 6,作为质量流量 M6。

     

     


    用户输入值

     

    FINST

    瞬态模式:

    0: 瞬态解决(时间序列或单一计算)

    1: 总是稳态解决

    FFU

    组件开 / 组件关标记

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 关 (热侧旁路,冷侧有压力损失)
    =1: 开

     

    FIDENT

    组件识别

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 无识别
    =3: 通过指定蒸气压力 P3 来识别 KA

    FSPECD

    规格(用于设计)

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 使用 DT3S2N

    =1: 使用 DT21N

    =2: T2 由外部指定

    =3: M1 由外部指定

    DT3S2N

    上端温度差(标称) T3s - T2

    DT21N

    冷却介质温升(标称)

    FSPECPD

    蒸汽压力的设计规格

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0:  设计蒸汽压力由规格值 P3N 给出
           (规格值 P3N 在设计情况下用作凝汽器压力,在非设计情况下用作压力计算的起始值。如果另外在管道上有一个压力规格,将报告为重复输入。)

    =1:  设计蒸汽压力由外部给定
           (在设计情况下,管道上给出的压力将被用作凝汽器压力,并在随后采纳的参考值中保存在 P3N 中 。在非设计情况下,P3N 就会被用作压力计算的起始值。此外,如果在非设计状态下在管道上产生了一个了压力规格,将报告为重复输入。)

    =-1: 设计蒸汽压力由外部给定(在非设计中作为起始值)
            (管道上给出的压力在设计时用作凝汽器压力,在非设计时用作压力计算的起始值。即使压力是凝汽器定义的,也不会因为管道上的规格而报告重复输入。这种情况与版本12之前的情况相对应。)

    P3N

    蒸汽压力(标称)

    FSPECM

    冷却水的非设计方法  

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: M1 = M1N(常数),计算 T2 和计算 P3(使用 k*A)
    =1: 外部给定 T2,计算 M1和计算 P3(使用 k*A)
    =2: 外部给定 M1,计算 T2和计算 P3(使用 k*A)
    =3: 外部给定 M1(可校核),计算 T2和计算 P3(使用 k*A)
    =4: 和 3 一样,用傅立叶(Fourier)方程 LMTD * KAN - M1 * (H2 - H1)=0

    FDP12

    冷侧压降计算

    =0: DP12N (也可与 FHEI < > 0 结合使用)

    =1: 使用 HEI-方法(也可与 FHEI = 0 结合使用)

    DP12N

    冷侧压降线 1 至 2 (标称)

    DP34N

    热侧压降线 3 至 4 (标称)

    FP5

    二次凝结水的节流

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 无节流(P5 = P3)

    =1: 在引脚 5 节流(P5 由外部提供)

    FP3MIN

    最小凝汽器压力定义

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 定义规格值(P3MIN)

    =1: 适配函数(EP3MIN)

    P3MIN

    最小凝汽器压力

    EP3MIN

    最小凝汽器压力的适配函数

    TOL

    能量平衡的精度

    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。

    DQLR

    辐射到环境中的热量损失
    (相对于辐射电流)

    FHEI

    计算模式"特征线或适配多项式"或根据"HEI"

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 无 HEI,用指定的特征线或适配多项式进行计算
    =1: HEI 6,根据"HEI"6方法计算("VDI Energietechnischen Arbeitsmappe 2000, Kapitel 8.2")
    =10: HEI 10,根据"HEI"版本10计算
    =20: 根据 FALPH, FMTUBE 规格使用 alpha, lambda 值。传热系数 K 根据单个传热系数(冷侧和热侧的α值)和管道材料的 λ 值来计算。
    =-1: 使用用户定义的查询表,根据"HEI"计算

    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(即总是设计模式,即使选择了全局非设计模式)

    FFLOW

    流动方向(目前不使用)

    FSPEC

    (已弃用)

    设置哪些参数是指定的,哪些是必须计算的标志(只涉及非设计)

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    正常计算模式(使用特征线或适配多项式/适配函数):

    =0: 未指定,M1 = M1N,计算 T2 和 P3(使用 k*A)
    =1: 给定 T2,计算 M1 和 P3 (使用 k*A)
    =2: 给定 M1,计算 T2 和 P3 (使用 k*A)
    =6: 给定 M1(可校核),计算 T2 和 P3(使用 k*A)
    =7: 和6一样,用傅立叶方程 LMTD * KAN - M1 * (H2 - H1) = 0

    识别模式(特征线和适配多项式被忽略,k*A 由测量值计算):

    =3: 给定 T2 和 P3,计算 M1,识别 k*A 或清洁度系数 CLTUBE(HEI)
    =4: 给定 P3,M1 = M1N,识别 k*A 或清洁度系数 CLTUBE(HEI)
    =5: 给定 M1 和 P3,计算 T2,识别 k*A 或清洁度系数 CLTUBE(HEI)

    这个标志在设计模式中被忽略。

    模式 FSPEC = 6 通过考虑方程组中额外的偏导数,在校核模式中提供了更好的变数转移("误差传播")。特别是,如果 KAN 是通过一个假测量点在逻辑管道上从外部给定的,那么与 KAN 有关的偏导数将被整合。

    FADAPT

    适配多项式 / 适配函数

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 关

    =1: k*A 的修正系数 [KA = KAN * 特征线系数 (或 HEI 结果) * 多项式]

    =2: 计算 k*A [KA = KAN * 多项式]

    =3: 计算 P3 [P3=P3N * 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 * 特征线系数(或 HEI 结果) * 适配函数]

    = -2: 计算 k*A [KA = KAN * 适配函数]

    = -3: 计算 P3 [P3 = P3N * 适配函数]

    = -1000: 不使用,但 EADAPT 被评估为 RADAPT(减少计算时间)

    在 FADAPT = 3 和 -3 的模式下也分别遵循指定的最小压力(P3MIN)。

    EADAPT

    适配函数(输入)

    FVALKA

    k*A 的校核

    =0: 使用 KAN 而不进行校核

    =1: 已过时。使用 IPS 给出的伪测量点的 KAN(可校核)

    =2: KAN (或 CLTUBE)由控制进口6处的焓值给定

    FTUBGEOM

    管道的几何规格(HEI)

    =0: DTUBEIN 和 DTUBEOU

    =1: DTUBEIN 和 BWG

    =2: DTUBEOU 和 BWG

    =3: DTUBEIN 和 DWALL

    =4: DTUBEOU 和 DWALL

    FTUBMAT

    管材,从列表中选择(HEI)

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    0:   CuZn28Sn
    1:   SB-Cu
    2:   Aluminum
    3:   CuZn20Al
    4:   CuAl5As
    5:   Muntz metal
    6:   CuNi10Fe
    7:   CuNi30Fe
    8:   Carbon steel
    9:   X10Cr13
    10: X5CrNi189
    11: X5CrNiMo1812
    12: X8Cr17
    13: Titanium

    FTUBMAT10

    管材,从列表中选择(HEI)

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    0:   Cu Fe 194
    1:   Arsenical Cu
    2:   Admirality
    3:   Al Brass
    4:   Al Bronze
    5:   Carbon Steel

    6:   Cu Ni 90-10
    7:   Cu Ni 70-30
    8:   SS (UNS S43035)
    9: Titanium Grades 1 & 2
    10:   SS (UNS S44660)
    11:   SS (UNS S44735)
    12: SS TP 304
    13: SS TP 316/317
    14: SS (UNS N08367)

    NTUBE

    管的总数量(HEI)

    ATUBE

    管的总外表面(HEI)

    DWALL

    管的壁厚 (HEI)

    BWG

    管壁厚度(壁厚)的无尺寸规格,以 BWG 为单位(HEI)

    DTUBEIN

    管的内径 (HEI)

    DTUBEOU

    管的外径 (HEI)

    NPASS

    水路数量(HEI)

    TUBEVEL

    管内平均流速 HEI,(仅设计)

    TUBELEN

    管每路的长度(如果FDP12 = 1)

    CLTUBE

    清洁度系数(FHEI)

    IPS

    伪测量点指数

    KAN 

    伪测量点指数

    M1N

    主流质量流量(标称)

    M3N

    次流质量流量(标称)

    QN 

    标称负荷下产生的热量(标称)

    AN

    总表面积(标称,如果 FHEI = 10 或 FHEI = -1)

    VM12N

    主要平均体积流量(如果FHEI <> 0)

    FALG

    热交换计算算法(稳态解)

    0: 分析法

    1: 数字法

    FBUNDL

    管束规格

    0: 使用 NTUBE, NPASS 和 ATUBE

    1: 使用 NTUBE, NPASS 和 TUBELEN

    FSURF

    表面积处理(仅设计)

    0: 使用给定或计算的 ATUBE,计算 CLTUBE

    1: 使用 CLTUBE,计算 AN

    FVEL

    管道速度的处理

    0: 根据管道的几何形状和当前体积流量计算 UW

    1: 根据 TUBEVEL, VM12N 和当前体积流量计算 UW

    FINIT

    标志:初始化状态

    =0: 全局,通过模型选项"附加"->"模型选项"->"模拟"->"瞬态"->组合框"瞬态模式"下的全局变量"瞬态模式"控制(见->物理应用 / 方程 -> 瞬态组件的全局初始化)。

    =1: 第一次运行 -> 在计算稳态值时进行初始化

    =2: 继续运行 -> 前一个时间步的值被输入到当前的时间步中

    SHEIG 壳体高度
    SLENG 壳体长度
    SWIDT 壳体宽度
    SWALLT 壳体宽度
    THISO 隔热层厚度
    FMTUBE

    管材

    =0: ST35_8

    =1: ST45_8

    =2: 15MO3

    =3: 13CRMO44

    =4: 10CRMO910

    =5: X20CRMOV121

    =6: X10NICRALTI3220

    =7: 8_SiTi_4

    =8: 10_CrSiMoV_7

    =9: 11_NiMnCrMo_5_5

    =10: 14_MoV_6_3

    =11: 15_MnNi_6_3

    =12: 15_NiCuMoNb_5

    =13: 16_Mo_5

    =14: 17_CrMoV_10

    =15: 17_Mn_4

    =16: 17_MnMoV_6_4

    =17: 19_Mn_5

    =18: 19_Mn_6

    =19: 20_CrMoV_13_5

    =20: 20_MnMoNi_4_5

    =21: 25_CrMo_4

    =22: 28_CrMoNiV_4_9

    =23: 30_CrNiMo_8

    =24: 34_CrMo_4

    =25: 34_CrMo_4

    =26: 36_Mn_4

    =27: 36_Mn_6

    =28: 40_Mn_4

    =29: 42_CrMo_4

    =30: 46_Mn_5

    =31: H_I

    =32: H_II

    =33: M_2

    =34: StE_285

    =35: StE_315

    =36: StE_355

    =37: StE_380

    =38: StE_415_7_TM

    =39: StE_420

    =40: TStE_460

    =41: 12_CrMo_19_5

    =42: X_1_CrMo_26_1

    =43: X_10_Cr_13

    =44: X_10_CrAl_7

    =45: X_10_CrAl_13

    =46: X_10_CrAl_18

    =47: X_10_CrAl_24

    =48: X_10_CrAl_24

    =49: X_12_CrMo_7

    =50: X_12_CrMo_9_1

    =51: X_20_Cr_13

    =52: X_40_CrMoV_5_1

    =53: X_2_CrNi_18_9

    =54: X_2_CrNiMo_18_12

    =55: X_2_CrNiMo_25_22_2

    =56: X_5_CrNi_18_9

    =57: X_5_NiCrMoCuTi_20_18

    =58: X_6_CrNi_18_11

    =59: X_8_CrNiMoNb_16_16

    =60: X_8_CrNiMoVNb_16_13

    =61: X_8_CrNiNb_1_6_13

    =62: X_12_NiCrSi_36_16

    =63: X_15_CrNiSi_20_12

    =64: X_15_CrNiSi_25_20

    =65: DMV 304 HCu (SUPER304H)

    =66: DMV 310 N

    =67: TiAl6V4

    =68: X10CrMoVNb91

    =-1 : 通过内核表达式 ERHOT, ELAMT, ECPT 计算属性

    ERHOT 管材密度的函数
    ELAMT 管材导热系数的函数
    ECPT 管材热容量的函数
    FMSHELL

    壳体材料

    =0: ST35_8

    =1: ST45_8

    =2: 15MO3

    =3: 13CRMO44

    =4: 10CRMO910

    =5: X20CRMOV121

    =6: X10NICRALTI3220

    =7: 8_SiTi_4

    =8: 10_CrSiMoV_7

    =9: 11_NiMnCrMo_5_5

    =10: 14_MoV_6_3

    =11: 15_MnNi_6_3

    =12: 15_NiCuMoNb_5

    =13: 16_Mo_5

    =14: 17_CrMoV_10

    =15: 17_Mn_4

    =16: 17_MnMoV_6_4

    =17: 19_Mn_5

    =18: 19_Mn_6

    =19: 20_CrMoV_13_5

    =20: 20_MnMoNi_4_5

    =21: 25_CrMo_4

    =22: 28_CrMoNiV_4_9

    =23: 30_CrNiMo_8

    =24: 34_CrMo_4

    =25: 34_CrMo_4

    =26: 36_Mn_4

    =27: 36_Mn_6

    =28: 40_Mn_4

    =29: 42_CrMo_4

    =30: 46_Mn_5

    =31: H_I

    =32: H_II

    =33: M_2

    =34: StE_285

    =35: StE_315

    =36: StE_355

    =37: StE_380

    =38: StE_415_7_TM

    =39: StE_420

    =40: TStE_460

    =41: 12_CrMo_19_5

    =42: X_1_CrMo_26_1

    =43: X_10_Cr_13

    =44: X_10_CrAl_7

    =45: X_10_CrAl_13

    =46: X_10_CrAl_18

    =47: X_10_CrAl_24

    =48: X_10_CrAl_24

    =49: X_12_CrMo_7

    =50: X_12_CrMo_9_1

    =51: X_20_Cr_13

    =52: X_40_CrMoV_5_1

    =53: X_2_CrNi_18_9

    =54: X_2_CrNiMo_18_12

    =55: X_2_CrNiMo_25_22_2

    =56: X_5_CrNi_18_9

    =57: X_5_NiCrMoCuTi_20_18

    =58: X_6_CrNi_18_11

    =59: X_8_CrNiMoNb_16_16

    =60: X_8_CrNiMoVNb_16_13

    =61: X_8_CrNiNb_1_6_13

    =62: X_12_NiCrSi_36_16

    =63: X_15_CrNiSi_20_12

    =64: X_15_CrNiSi_25_20

    =65: DMV 304 HCu (SUPER304H)

    =66: DMV 310 N

    =67: TiAl6V4

    =68: X10CrMoVNb91

    =-1 : 通过内核表达式 ERHOS, ELAMS, ECPS 计算属性

    ERHOS 壳体材料密度的函数
    ELAMS 壳体材料导热系数的函数
    ECPS 壳体材料热容量的函数
    LAMISO 导热绝缘性能
    FALPH12

    fluid12 到管壁 alpha 的确定

    0: 使用 VDI 热力图谱版本11第G1章的内部公式

    1: 来自常数 AL12N

    2: 来自内核表达式 EALPH12

    AL12N 冷侧传热系数(标称)
    EALPH12 ALPH12 的函数
    FALPH34

    fluid34 到管壁 alpha 的确定

    0: 使用 VDI 热力图谱版本11第J1章的内部公式

    1: 来自常数 AL34N

    2: 来自内核表达式 EALPH34

    AL34N 热侧传热系数(标称)
    EALPH34 ALPH34 的函数
    FALPHO

    外部 alpha 的确定

    0: 来自规格值 ALPHO

    1: 来自函数 EALPHO

    ALPHO 外界传热系数(到环境)
    EALPHO 外部 alpha 的函数
    FSPIN

    瞬态平衡计算模式

    0: 给出液位,计算质量流量

    1: 给出质量流量,计算液位

    VF 时间步长内的平均液体体积份数(液位)
    VMIN 液体体积份数为 0 时的体积
    VMAX 液体体积份数为 1 时的体积
    FLVCALC

    液体体积计算模式

    0: VMIN 和 VMAX 之间的线性关系

    1: 使用 ELV

    ELV 液体体积计算函数
    NFLOW 流动方向上点的数量(最大100)
    FNUMSC

    数值方案

    0: 迎风(最高稳定性)

    1: 中心差分 (高精度)

    TMIN 储存温度下限
    TMAX 储存温度上限
    FSTAMB

    环境温度的定义

    0: 由规格值 TAMB 定义

    1: 由参考温度定义(组件 46)

    TAMB 环境温度

     

    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。

     

    结果值(新版本11)

    KOHEI                       根据 HEI 方法的未修正传热系数(K 值)

    特性线 (如果 FHEI = 0)

    有两条特征线,分别描述主要质量流或次要质量流对 k*A 的影响。

    k*A 的完整修正系数是由两个影响系数相乘得出。

    第一特征线 FK1 = f (M1 / M1N)
    第二特征线 FK2 = f (M3 / M3N)
     
    整体:(k*A) / KAN = FK1 * FK2
     

    两种情况必须加以区分:

    1.一维状态控制
    这种情况的特点是,同一个 M3 被分配给每一个 M1。
    在这种情况下,不需要使用第二条特征线(CKAM3)--因此 CKAM3 或 FK2 的所有值都必须设置为 1.0。

    2. 更多的复杂状态
    不同的 M3 值被分配给同一个 M1。
    这里必须使用两个特征线(CKAM1 和 CKAM3)。

    特征线 1:(k*A) - 特征线:(k*A)1 / (k*A)N = f (M1 / M1N)

         X-轴        1        M1/M1N                 第一点
                        2        M1/M1N                 第二点
                        .
                        N        M1/M1N                最后一点
     
         Y-轴        1        (k*A)1/(k*A)N          第一点
                        2        (k*A)1/(k*A)N          第二点
                        .
                        N        (k*A)1/(k*A)N         最后一点
     

    特征线 2:(k*A) - 特征线:(k*A)2 / (k*A)N = f (M3 / M3N)

         X-轴        1        M3/M3N                 第一点
                        2        M3/M3N                 第二点
                        .
                        N        M3/M3N                 最后一点
     
         Y-轴        1        (k*A)2/(k*A)N          第一点
                        2        (k*A)2/(k*A)N          第二点
                        .
                        N        (k*A)2/(k*A)N          最后一点
     


    规格值矩阵

    MXHTCOEFF :       取决于管内流速和管直径的传热系数(K 值),根据 HEI 10

    MXTCORR           取决于冷却水进口温度的传热系数的修正系数,根据 HEI 10

    MSMCORR:           取决于管材和规格的传热系数的修正系数,根据 HEI 10

    MXHTCOEFFUD:  取决于管内流速和管直径的传热系数(K 值)-- 用户定义

    MXTCORRUD:      传热系数的修正系数,取决于冷却水的进口温度 -- 用户定义

    MSMCORRUD:     传热系数的修正系数,取决于管材和规格 -- 用户定义

    根据 HEI 6 (Heat Exchange Institute 6th Edition ) 的计算方法 (如果 FHEI = 1)

    KA 的计算基于"HEI"方法,在"VDI 能源工作手册(Energietechnischen Arbeitsmappe) 2000, 章节 8.2"中有相应描述。

    KA 的计算:
    KA = k * ATUBE

    传热系数 k 的计算:
    k = 6.47878 * (441.325mm-DTUBEAU)*SQRT(UW)*CT*CM*CLTUBE     单位 W/(m * K * mm)

    冷却水流速的计算:
    UW = DX(1)/(RHOW*NTUBE*3.141592*(DTUBEIN/2)**2)  

    根据比容计算冷却水的比密度:
    RHOW = 1./ SPEZVOL(PX(1),TX(1))

    冷却水温度不同于21℃的修正系数:
    CT = 1.395-EXP(-TX(1)/22.61°C) - (TX(1)-21°C)/166°C     (对 5°C<TX(1)<40°C)

    不同于1.24毫米的管道厚度和不同于 CuZn28Sn 的材料的修正系数:
    CM(根据 VDI 能源技术手册中的表格)

    有效冷却管长度:
    LTUBEFF = (RHOW*CPW*UW*DTUBEIN**2 ) / (4*ZW*k*DTUBEOU)
                      * LOG((TSAT(3)-TX(1))/(TSAT(3)-TX(2)))

    冷却水比热的计算:
    CPW = CPW(PX(1),TX(1))

     

     

    根据 HEI 10(Heat Exchange Institute 10th Edition) 的计算方法 (如果 FHEI = 10 或 FHEI = -1)

    KA 的计算基于"HEI"方法,该方法在"HEI 蒸汽表面凝汽器 第10版 第4章 凝汽器性能"中有所描述

    KA 的计算:
    KA = k * AN


    传热系数 k 的计算:
    k = K0HEI*CT*CM*CLTUBE     

    K 的基础值,K0HEI,根据管的直径和流速,从查询矩阵 MXHTCOEFF(FHEI=10) 或 MXHTCOEFFUD(FHEI=-1)确定:
    K0HEI = f(DTUBEAU,TUBEVEL)  

    冷却水温度的修正系数由查询矩阵 MXTCORR(FHEI=10) 或 MXTCORRUD(FHEI=-1) 确定:
    CT = f(T1)

    管材和壁厚的修正系数由查询矩阵 MXMCORR(FHEI=10) 或 MXMCORRUD(FHEI=-1) 确定:
    CM = f(FTUBMAT10, DWALL or BWG)

    主压降(FDP12 = 1)的计算取决于管内的流速、每通路管长和通路数:
    DP12 = f(TUBEVEL,TUBELEN,NPASS) 
     
    该计算通过标志 FDP12 激活,并且可以独立于 FHEI 标志使用(FDP12 = 1,如果 FHEI = 0 时也可以使用)

     

    物理应用

    方程式

    设计工况

    (模拟标志:

    GLOBAL= 设计工况

    FMODE = GLOBAL)

     

     

    P2 = P1 - DP12N                                           
    P4 = P3 - DP3N                                            
    P5 = P3                                                         

    M2 = M1                                                      
    M4 = M3 + M5                                             

    T3S = fsat (P3)
    T2 = T3S - DT3S2N
    H2 = H(P3, T3S)                                            

    T4S = fsat(P4)
    T4 = T4S
    H4 = fsat(P4)                                                 
    Q3 = M3*H3
    Q4 = M4*H4
    Q5 = M5*H5
    DQ = (Q3 + Q5 - Q4)*(1-DQLR)
    M1*(H2 - H1) = DQ                                       

    DTL = T4 - T1
    DTU = T3 - T2
    LMTD = (DTU - DTL)/(ln(DTU) - ln(DTL))

    KAN = DQ/LMTD
     

    如果 FHEI<1, 则 {>

         通过指定KA,根据"HEI"的方法计算清洁度系数 CLTUBE

     

     

     

     

    非设计工况

    (模拟标志:

    GLOBAL = 非设计

    FMODE = 局部非设计)

       

    F1 = (M1/M1N) ** 2     
    P2 = P1 - DP12N * F1                                    

    F3 = (M3/M3N) ** 2
    P3 = P4 + DP34N * F3                                  
    P5 = P3                                                         

    M2 = M1                                                      
    M4 = M3 + M5                                            

    如果 FHEI=0, 则 {
      Fk1   = f (M1/M1N)  来自特征线 1
      Fk2   = f (M3/M3N)  来自特征线 2
            KA = KAN * Fk1 * Fk2
    }
    如果 FHEI<>1, 则 {

            k / KA 根据 "HEI"
    }

    迭代开始 
     

    T4  = fsat(P4)
    H4  = fsat(P4)                                             
    Q12 = (Q3 + Q5 - M4*H4) * (1-DQLR)        
     

    如果 FSPEC = 0,2,  则 {  

                        H2 = H1 + Q12/M2
                        T2 = f(P2,H2) }

    如果 FSPEC = 1,  则 {  T2 来自输入 }

    DTL = T4 - T1
    DTU = T3 - T2
    LMTD = (DTU - DTL)/(ln(DTU) - ln(DTL))
     
    QQ = KA * LMTD
    DQQ = Q12 - QQ
     
    开始使用 Regula Falsi 方法

    grad = (P4- P4old)/(DQQ - DQQold)
    P4   = P4  - DQQ * grad                           
    结束使用 Regula Falsi 方法
     
     
    DQ = | DQQ/((Q12+QQ)*.5) |

    如果 DQ < TOL, 则结束迭代
                          否则继续迭代

    如果 FSPEC = 0,  则 {

                    M2 = M1 = M1N }                          
     

    如果 FSPEC = 1,   则 {

                    M2 = Q12/(H2 - H1)      }           
     

    如果 FSPEC = 2,  则 {

                    M2 = M1 来自起始值设定器  }

     

     


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