Bauteil 138: Dynamische Rohrleitung

Leitungsanschlüsse

1

Eintritt

2

Austritt

3

Regelleitung (optional)

FINIT

Schalter für die Bauteilinitialisierung

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
Ausdruck

=0: GLOBAL, die Steuerung erfolgt über die globale Variable "Instationärer Modus" unter Modell-Einstellungen:
                      " Extras" -> "Modelleinstellungen" -> "Simulation" -> "Instationär" -> Kombobox "Instationärer Modus"
      (siehe dazu --> Allgemeines--> Globale Initialisierung von transienten Bauteilen)

=1: Initialer (erster) Durchlauf

=2: Folgedurchlauf

FTRANS

Art der Übertragungsfunktion:

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
Ausdruck

=1: Nur Ü-Funktion für die Masse

=2: Nur Ü-Funktion für die Temperatur

=3: Kombinierte Ü-Funktion

FDN

Schalter zur Definition der thermischen Verluste:

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)

Ausdruck

= 1: Vorgabe DN als konstanter Wärmeverlust:
       der Wärmeverlust der Leitung wird für alle Lastfälle im Spezifikationswert DN vorgegeben, es erfolgt keine Skalierung mit dem   
       Massenstrom. Bei kleinen Massenströmen können sich dadurch sehr große Abkühlungen ergeben, die unter Umständen zu Fehlern führen können. Ein
       Wärmeverlust kann auch im Nassdampfgebiet verwendet werden. Er führt dann zu einer entsprechenden Verringerung des Dampfgehalts.

= 2: Vorgabe DN als Temperaturverlust ohne Phasenübergang: 
       im Auslegungsfall wird der Temperaturverlust im Spezifikationswert DN vorgegeben,
       im Teillastmodus wird dieser mit dem Lastfaktor quadratisch skaliert:

                       DT = (M1/M1N)^2 * DTN

       Sollte sich durch diesen Temperaturverlust jedoch ein Phasenwechsel ergeben, wird der Temperaturverlust soweit reduziert, dass man auf der
       Phasengrenze landet. Falls am Eintritt überhitzter Dampf vorhanden war, ist der Austrittszustand Sattdampf.
       Da im Bauteil auch ein Druckverlust angegeben werden kann, kann auch ein Temperaturverlust aufgrund der Drosselung auftreten.
       Es wird jedoch stets nur einer der beiden Temperaturverluste verwendet, nämlich der größere der beiden. Falls es erwünscht ist, beide Verluste zu 
       berücksichtigen, muss der Druckverlust in einem separaten Bauteil davor oder dahinter modelliert werden.

= 4: Vorgabe DN als Enthalpieverlust :
       der Enthalpieverlust der Leitung wird für alle Lastfälle im Spezifikationswert DN vorgegeben, es erfolgt keine Skalierung
       mit dem Massenstrom. Dieser Modus kann auch im Nassdampfgebiet verwendet werden.

= 6: Vorgabe DN als relativer Wärme- bzw. Leistungsverlust

= 7: Vorgabe DN als konstanter Temperaturverlust (keine Teillastskalierung)

= 8: Wärmeverlust berechnet aus der Geometrie

= -2: T2 Vorgabe (Temperaturvorgabe am Austritt).
         es wird angenommen, dass der Verlust so hoch ist, dass sich am Austritt eine bestimmte Temperatur einstellt.  
         Diese wird nicht im Bauteil, sondern extern (z.B. über eine Messstelle) spezifiziert.  Der Spezifikationswert DN spielt in diesem Fall keine Rolle.

(Hinweis: Die bisher im Ebsilon angebotene Möglichkeit eines Temperaturverlusts ohne Rücksicht auf einen eventuell vorhandenen Phasenwechsel
(FDN=3) wird nicht mehr angeboten, da hierbei ein hohes Risiko für eine fehlerhafte Modellierung besteht.
Alte Schaltungen, die diesen Modus verwendet haben, rechnen jedoch auch weiterhin.)

DN

Thermische Verluste gemäß FDN (nominal)

FVOL

Berechnung des Teillastdruckabfalls

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
Ausdruck

=0: mit massenstromabängigen Teillastfaktor, ohne Berücksichtigung des spezifischen Volumens

       DP/DPN = (M/MN)**2

=1: mit Berücksichtigung eines massenstromabängigen und volumenabhängigen Teillastfaktor

       DP/DPN = V/VN*(M/MN)**2

=2: konstanter Wert vorgegeben (lastunabhängig): DP = DPN(Nominalwert)

=3: berechnet aus der Geometrie

FDP

Methode der Druckverlustberechnung

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
Ausdruck

=0:  phänomenologische Vorgabe des Druckverlusts in DP12RN
=1:  geometrische Berechnung des Druckverlusts aus LENGTH, DINNER, ZS und ZETA
=-1: keine Berechnung des Druckverlustes (P2 von außen gegeben)

FDP12RN

Schalter zur Interpretation von DP12RN als absoluten oder relativen Druckverlust:                               

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
Ausdruck         

=1:  DP12RN wird als absoluter Druckverlust im Auslegungsfall und als absoluter Referenzdruckverlust für Teillastberechnungen verwendet:  
       DP12N=DP12RN.
       Der Teillast-Druckverlust ergibt sich gemäß Bernoulli-Gesetz zu
       DP12= DP12N*(M1/M1N)^2*V1/V1N=DP12RN*(M1/M1N)^2*V1/V1N .
       Dies ist die physikalisch sinnvollste Variante.

=2:  DP12RN wird in allen Lastfällen als Faktor verwendet, mit dem der aktuelle Eintrittsdruck multipliziert wird, um den Druckverlust im Auslegungsfall   
       bzw. den Referenzdruckverlust für Teillast zu erhalten. Der Referenzdruckverlust für Teillastberechnungen ist dadurch variabel: DP12N=P1*DP12RN,
       was in vielen Fällen allerdings unerwünscht ist.  
       Der Teillast-Druckverlust ergibt sich zu:                     DP12=P1*DP12RN*(M1/M1N)^2*V1/V1N .

=3:  DP12RN wird nur im Auslegungsfall als Faktor verwendet, mit dem der aktuelle Eintrittsdruck multipliziert wird, um den Druckverlust zu erhalten. Dieser Druck  
       wird dann als Referenzeintrittsdruck P1N gespeichert. In Teillast wird dann dieser Referenzeintrittsdruck mit DP12RN multipliziert, um den 
       Referenzdruckverlust für Teillast zu erhalten. Der Referenzdruckverlust für Teillastberechnungen ist somit konstant: DP12N=P1N*DP12RN.
       Der Teillast-Druckverlust ergibt sich zu:                     DP12=P1N*DP12RN*(M1/M1N)^2*V1/V1N .

=4:  DP12RN wird in allen Lastfällen als Faktor verwendet, mit dem der aktuelle Eintrittsdruck multipliziert wird, um direkt den Druckverlust im jeweiligen Lastfall zu 
       erhalten:  
       DP12=P1*DP12RN  .
       In diesem Modus wird das Bernoulli-Gesetz nicht verwendet.

FVALDP

Validierung des Druckabfalls

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
Ausdruck

=0: Vorgabewert DP12RN verwendet, ohne Validierung

=2: DP12RN auf Regeleingang 3 gegebenen

=4: Druck auf Regeleingang 3 verwendet im Design, Vorgabewert DP12RN im OFF-Design

=5: Vorgabewert DP12RN verwendet im Design, Druck auf Regeleingang 3 im OFF-Design

=1: (veraltet) IPS (Pseudomessstelle) statt DP12RN verwendet (validierbar)

Dieser Schalter dient insbesondere dazu, eine Validierung des Druckverlusts zu ermöglichen (für FVALDP>0), ermöglicht aber auch eine Steuerung von außen in bestimmten Konstruktionen.

DP12RN

Druckverlust (nominal) (absolut oder relativ zu P1, entsprechend FDP12RN)

IPS

Index für die bei FVALDP=1 verwendete Pseudomessstelle

FMODE

Schalter für den lokalen Berechnungsmodus

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
Ausdruck

=0:  GLOBAL (Auslegung)

=1:  Lokale Teillast

= -1: Lokale Auslegung

FADAPT

Schalter für Adaptionspolynom / Anpassungsfunktion                               

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
Ausdruck

=0: Polynom wird nicht verwendet und nicht ausgewertet

=1: Korrektur des Wärme- oder Temperaturverlusts:

          für FDN = 1 : DQ12 = DN * Polynom (kein Teillastfaktor)

          für FDN = 2 : DT12 = DN * (M1/M1N)^2 * Polynom

          für FDN = 4 : DT12 = DN * Polynom (kein Teillastfaktor)        

          für FDN = 6 : DT12 = DN * H1 * Polynom

=2: Korrektur des Druckverlusts

              für FDP12RN = 1 : DP12 = DP12RN * Teillastfaktor * Polynom

              für FDP12RN = 2 : DP12 = DP12RN * P1 * Teillastfaktor * Polynom

              für FDP12RN = 3 : DP12 = DP12RN * P1N * Teillastfaktor * Polynom

              für FDP12RN = 4 : DP12 = DP12RN * P1 * Polynom

=3: Ersatz des Wärme- oder Temperaturverlusts:

          für FDN = 1 : DQ12 = DN * Polynom

          für FDN = 2 : DT12 = DN * Polynom

          für FDN = 4 : DT12 = DN * Polynom

          für FDN = 6 : DT12 = DN * H1 * Polynom

=4: Ersatz des Druckverlusts

              für FDP12RN = 1 : DP12 = DP12RN * Polynom

              für FDP12RN = 2 : DP12 = DP12RN * P1 * Polynom

              für FDP12RN = 3 : DP12 = DP12RN * P1N * Polynom

              für FDP12RN = 4 : DP12 = DP12RN * P1 * Polynom

=1000: nicht verwendet, aber ADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit)

= -1: Korrektur des Wärme- oder Temperaturverlusts:

          für FDN = 1 : DQ12 = DN * Anpassungsfunktion (kein Teillastfaktor)

          für FDN = 2 : DT12 = DN * (M1/M1N)^2 * Anpassungsfunktion

          für FDN = 4 : DT12 = DN *  Anpassungsfunktion (kein Teillastfaktor)

          für FDN = 6 : DT12 = DN * H1 * Anpassungsfunktion

= -2: Korrektur des Druckverlusts

              für FDP12RN = 1 : DP12 = DP12RN * Teillastfaktor * Anpassungsfunktion

              für FDP12RN = 2 : DP12 = DP12RN * P1 * Teillastfaktor * Anpassungsfunktion

              für FDP12RN = 3 : DP12 = DP12RN * P1N * Teillastfaktor * Anpassungsfunktion

              für FDP12RN = 4 : DP12 = DP12RN * P1 * Anpassungsfunktion

= -3: Ersatz des Wärme- oder Temperaturverlusts:

          für FDN = 1 : DQ12 = DN * Anpassungsfunktion

          für FDN = 2 : DT12 = DN * Anpassungsfunktion

          für FDN = 4 : DT12 = DN * Anpassungsfunktion         

          für FDN = 6 : DT12 = DN * H1 * Anpassungsfunktion

= -4: Ersatz des Druckverlusts

              für FDP12RN = 1 : DP12 = DP12RN * Anpassungsfunktion

              für FDP12RN = 2 : DP12 = DP12RN * P1 * Anpassungsfunktion

              für FDP12RN = 3 : DP12 = DP12RN * P1N * Anpassungsfunktion

              für FDP12RN = 4 : DP12 = DP12RN * P1 * Anpassungsfunktion 

= -1000: nicht verwendet, aber EADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit)

EADAPT

Anpassungsfunktion (Eingabe)

function evalexpr:REAL;
begin
evalexpr:=1.0;
end;

GH

Geodätischer Höhenunterschied [m]

>0: Druckabnahme

<0: Druckanstieg

=0: keine Druckänderung infolge Höhendifferenz

WMAX

Maximal zulässige Geschwindigkeit in Leitungen  (optional)

Übliche Werte:

60 m/s für Frischdampf

80 m/s für Bypassdampf

5 m/s für Wasser

Die Eingabe beeinflusst die minimal zulässigen Rohrdurchmesser und die Querschnittsfläche.

Andere Werte werden nicht beeinflusst.

LENGTH

Rohrlänge

DINNER

Rohrinnendurchmesser

KS

Äquivalente Sandrauhigkeit

ZETA

Zusatzdruckverlust Zeta

THPIPE

Dicke der Rohrwand

RHO

Dichte der Rohrwand

CP

Spezifische Wärmekapazität der Rohrwand

THISO

Dicke der Rohrisolierung

ALPHI

Wärmeübergangskoeffizient vom Fluid an die Rohrwand

ALPHO

Wärmeübergangskoeffizient von der Rohrisolierung an die Umgebung

LAMISO

Wärmeleitfähigkeit der Isolierung

FSTAMB

Schalter für Vorgabe der Umgebungstemperatur

Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
Ausdruck

=0: Spezifikationswert TAMB

=1: Vorgabe durch Bauteil 117 gemäß ISUN gegeben

TAMB

Umgebungstemperatur

ISUN

Index Bauteil 117 zur Übernahme der Umgebungstemperatur

MFPREV

Fluidmasse im Rohr vom vorherigen Zeitschritt

MINPREV

Eintrittsmassenstrom des Fluids vom vorherigen Zeitschritt

HINPREV

Eintrittsenthalpie des Fluids  vom vorherigen Zeitschritt

PINPREV

Eintrittsdruck des Fluids  vom vorherigen Zeitschritt

M1N        

Massenstrom (nominal)

V1N         

spezifisches Volumen am Eintritt  (nominal)

H1N         

Eintrittsenthalpie (nominal)

H2N         

Austrittsenthalpie  (nominal)

T2N         

Austrittstemperatur (nominal)

P1N         

Eintrittsdruck (nominal)

wenn GLOBAL=Auslegung und FMODE=Auslegung, dann {

    wenn FDP = 1, dann DP12N = DP12RN

    wenn FDP = 2, dann DP12N = DP12RN*P1

    }

M1R = M1/M1N

wenn GLOBAL=Auslegung und FMODE=Auslegung, dann {

M1R= 1.0     }

wenn FVOL = ohne  , dann  F = (M1R ** 2)

wenn FVOL = mit, dann F = (M1R ** 2) * (V1/V1N)

wenn GLOBAL=Auslegung und FMODE=Auslegung, dann {

F= 1.0  }

ZW  = 1./(.5*(V1+V2))*9.81*GH*1.E-5

DP12  = DP12N * F + ZW

P2  = P1 - DP12                                         (1)

M2  = M1                                              (3)

NCV2 = NCV1

für FDN=Wärmeverlust:

Q2 = Q1 - DN

H2 = Q2/D2                                          (2)

T2 = f(P2,H2)

für FDN=Enthalpieverlust:

H2 = H1 - DN                                        (2)

Q2 = H2*M2

T2 = f(P2,H2)

für FDN=Temperaturverlust:

T2 = T1 - DN

Q2 = H2 * M2

H2 = f(P2,T2)                                       (2)

wenn H2 <= H"(P2) , dann H2=H"(P2)

Fall FDN= Temperaturverlust (überhitzter Dampf->Sattdampf) {

Auslegungsfall:

T2=T1-DN

Q2=H2*M2

H2=f(P2,T2)

wenn H2 <= H"(P2) , dann H2=H"(P2)

Teillastfall :

DH = T2/T2N * M1N/M1 * (H1N-H2N)

H2=H1-DH

wenn H2 <= H"(P2) , dann H2=H"(P2)

T2 = f(P2,H2)

 }

Vmax=MAXIMUM(V1,V2)

AMIN=Vmax*M1/WMAX

DIAMIN=2*SQRT(AMIN/PI)

Form 1