EBSILON®Professional Online Dokumentation
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Leitungsanschlüsse |
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Bezugsleitung |
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Allgemeines Vorgabewerte Verwendete Physik Bauteilform Beispiel
Dieses Bauteil beinhaltet keine Bauteil-Physik im eigentlichen Sinne und setzt insbesondere auch keine Gleichungen ab, sondern ermöglicht diverse Tuning-Maßnahmen für den Iterationsverlauf:
· Einschränkung des möglichen Wertebereichs für die Variablen Druck, Enthalpie und Massenstrom einzelner Leitungen (Mindest- und Höchstwerte)
· Änderung der Initialisierung vor dem ersten Iterationsschritt für Druck, Enthalpie und Massenstrom einzelner Leitungen
· Änderung der gewünschten Iterationsgenauigkeit in Druck, Enthalpie und Massenstrom auf Leitungssträngen durch Vorgabe von Mindestreferenzwerten
· Relaxation der Größen Druck, Enthalpie und Massenstrom für einzelnen Leitungen
Die hier eingestellten Parameter wirken sich direkt auf das Lösungsverfahren des Gleichungssystems aus. Man sollte sich dessen bewusst sein, dass ein falscher Einsatz dieses Bauteils auch das Auffinden der richtigen Lösung verhindern kann.
Die Hauptanwendung des Bauteils ist es, eine untere und/oder obere Grenze für den Druck, die Enthalpie oder den Massenstrom auf einer einzelnen Leitung zu definieren. Dabei können die modellweit eingestellten Grenzen sowohl erweitert als auch verengt werden. So ist es zum Beispiel möglich (siehe Beispielschaltung), trotz einer modellweiten Obergrenze für die Enthalpie von 10000 kJ/kg auf einer einzelnen Wasserstoffleitung eine höhere Enthalpie zu zulassen. Oder auf einer Elektroleitung eine negative Leistung zu ermöglichen, obwohl die globale Untergrenze für die Leistung bei Elektroleitungen 0 kW beträgt.
Die Grenzen sollten allerdings so großzügig bemessen werden, dass sie zumindest am Ende der Iteration die Lösung nicht mehr begrenzen. Da diese Grenzwerte nicht in das Gleichungssystem, sondern in das Lösungsverfahren eingreifen, kann ein Eingreifen des Begrenzers dazu führen, dass Gleichungen nicht mehr eingehalten und Bilanzfehler auftreten. Eine Ausnahme ist die Verwendung in Konstruktionen mit mehreren Reglern, wo ein anderer Regler dann die Einhaltung sicherstellt.
Für jeden Grenzwert kann angegeben werden, ob beim Erreichen des Grenzwerts
erfolgen soll.
Grenzwerte werden grundsätzlich nur auf der Leitung berücksichtigt, auf der das Bauteil 147 positioniert ist. Es erfolgt keine Weiterreichung an andere Leitungen.
Initialisierungswerte betreffen lediglich den ersten Iterationsschritt. Damit kann festgelegt werden, welchen Wert die Bauteile zu Beginn der Rechnung auf den Leitungen sehen, bevor das Gleichungssystem zum ersten Male gelöst wurde. Danach werden die Initialisierungswerte durch die Lösung des Gleichungssystems überschrieben.
Standardmäßig werden zur Initialisierung die in den Modelleinstellungen eingetragenen Werte verwendet. Bauteil 147 erlaubt aber eine Überschreibung dieser Werte für einzelne Leitungen.
Hinweis: diese Initialisierungswerte sind nicht als Startwerte für Regler geeignet sind. Für die Regelung muss nämlich eine Gleichung generiert werden, die der Leitung den gewünschten Wert zuweist. Dies geschieht entweder durch das Regler-Bauteile selbst (interne Startwertvorgabe) oder durch eines der Bauteile 1, 33, 46 oder 132 auf der Leitung (externe Startwertvorgabe).
Die Iterationsgenauigkeit ist in Ebsilon eine modellweite Einstellung. Sie ist eine obere Schranke für die zulässige relative Änderung einer Variablen (Massenstrom, Druck, Enthalpie) von einem Iterationsschritt zum nächsten. Erst wenn bei allen Variablen die relative Änderung betragsmäßig kleiner als diese Schranke ist, wird das Iterationsverfahren erfolgreich beendet.
Normalerweise wird diese relative Änderung auf den Wert der Variable bezogen. Wenn sich also beispielsweise ein Massenstrom von 50 auf 51 kg/s ändert, ist die relative Änderung 1%. Bei einer Konvergenzgenauigkeit von 10-7 (dies ist der Standardwert) darf sich der Massenstrom dann nur noch um 0.000005 kg/s (also 5 mg/s) ändern, damit der Wert als konvergent angesehen wird. Bei einem Massenstrom von 0.01 kg/s wäre die zulässige Änderung dann nur noch 10-9 kg/s. Solch kleine Änderungen sind aber in der Praxis nicht signifikant und würden die Iteration unnötigerweise in die Länge ziehen. In vielen Fällen könnte aufgrund des „numerischen Rauschens“ auch gar keine Konvergenz mehr erzielt werden.
Aus diesem Grunde wurde in Ebsilon eine minimale Bezugsgröße für die Berechnung der relativen Änderung definiert. Wenn der Wert der Variable kleiner als die Bezugsgröße ist, wird die relative Änderung nicht in Bezug auf die Variable, sondern in Bezug auf die Bezugsgröße berechnet.
Standardmäßig ist diese Bezugsgröße
Dadurch werden (bei einer Konvergenzgenauigkeit von 10-7)
nicht mehr als Konvergenzhindernis angesehen.
Bauteil 147 ermöglicht es nun, bestimmte Bereiche der Schaltung zu definieren, in denen die Berechnung mehr oder weniger genau sein soll. Dies geschieht, in dem für MINREFITP, MINREFITH und/oder MINREFITM Bezugsgrößen für die jeweilige Leitung eingetragen werden. Diese Bezugsgrößen gelten dann für die jeweilige Leitung, werden aber dann auch entlang des Hauptstroms weitergereicht.
Hinweis:
Eingabe dieser Bezugsgrößen (MINREFITP. MINREFITH, MINREFITM) bis Release12 in das Bauteil 1 und 33.
Bei einer Zusammenführung werden die Bezugsgrößen vom Nebenanschluss (Anschluss 3) ignoriert. Dadurch wird es erleichtert, im Nebenzweig mit einer geringeren Genauigkeit zu rechnen, während man hinter der Zusammenführung mit dem Hauptstrom wieder die höhere Genauigkeit hat.
Dies ist insbesondere hilfreich, wenn die Gesamtschaltung nicht konvergiert, weil es in einem weniger interessanten Bereich noch größere Schwankungen gibt. Mit Bauteil 147 kann man dann in diesem Bereich größere Ungenauigkeiten zulassen.
Üblicherweise wird bei Konvergenzschwierigkeiten eine Relaxation für die gesamte Schaltung durchgeführt. Dabei wird die Lösung des Gleichungssystems im aktuellen Iterationsschritt mit einem mehr oder weniger großen Anteil der Lösung des vorherigen Iterationsschrittes kombiniert. Mit Bauteil 147 kann diese Relaxation auch für eine einzelne Leitung durchgeführt werden.
Die Relaxationsstufen entsprechen den in den Modelleinstellungen verfügbaren Stufen, wobei hier ebenfalls unterschiedliche Relaxationsstufen zu Beginn der Iteration (bis zum Iterationsschritt ITRX) und zum Schluss der Iteration (ab dem Iterationsschritt ITRX) definierbar sind. ITRX wird jedoch stets aus den Modelleinstellungen genommen.
Durch die leitungsspezifische Vorgabe einer Relaxation ist es möglich, bestimmte Bereiche einer Schaltung schneller oder langsamer zur Konvergenz zu bringen. Dies ermöglicht ein Feintuning des Konvergenzverhaltens bei zeitkritischen Anwendungen.
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MINP |
Mindestwert für Druck |
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FERRMINP |
Schalter für Meldung, wenn P< MINP Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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MINH |
Mindestwert für Enthalpie |
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FERRMINH |
Schalter für Meldung, wenn H< MINH Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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MINM |
Mindestwert für Massenstrom |
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FERRMINM |
Schalter für Meldung, wenn M< MINM Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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MAXP |
Höchstwert für Druck |
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FERRMAXP |
Schalter für Meldung, wenn P> MAXP Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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MAXH |
Höchstwert für Enthalpie |
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FERRMAXHH |
Schalter für Meldung, wenn H> MAXH Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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MAXM |
Höchstwert für Massenstrom |
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FERRMAXM |
Schalter für Meldung, wenn M> MAXM Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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INIP |
Startwert für Druck |
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INIH |
Startwert für Enthalpie |
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INIM |
Startwert für Massenstrom |
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MINREFITP |
Mindestreferenzwert für DITP |
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MINREFITH |
Mindestreferenzwert für DITH |
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MINREFITM |
Mindestreferenzwert für DITM |
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FRELAXUP |
Schalter für Relaxation des Druckes bis ITRX Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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FRELAXFP |
Schalter für Relaxation des Druckes ab ITRX Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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FRELAXUH |
Schalter für Relaxation der Enthalpie bis ITRX Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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FRELAXFH |
Schalter für Relaxation der Enthalpie ab ITRX Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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FRELAXUM |
Schalter für Relaxation des Massenstroms bis ITRX Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
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FRELAXFM |
Schalter für Relaxation des Massenstroms ab ITRX Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck |
Generell sind alle sichtbaren Eingaben erforderlich. Häufig werden jedoch Standardwerte zur Verfügung gestellt.
Für weitere Informationen über die Farbe der Eingabefelder und ihre Beschreibungen siehe Komponenten bearbeiten\Vorgabewerte
Für weitere Informationen über Auslegung vs. Teillast und Nominalwerte siehe Allgemeines\Nominalwerte übernehmen
Dieses Bauteil setzt keine Gleichungen ab.
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Form 1 |
Klicken Sie hier >> Bauteil 147 Demo << um ein Beispiel zu laden
