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    Bauteil 2: Drossel
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    Komponenten bearbeiten

    Bauteil 2: Drossel

    Vorgaben

    Leitungsanschlüsse

    		   

    1

    Mediumeintritt

    2

    Mediumaustritt

    3

    Regeleingang für Druckabfall (als P)

     

    Allgemeines       Vorgabewerte       Verwendete Physik       Bauteilform       Beispiel 

    Allgemeines

     

    Bauteil 2 wird verwendet, um einen definierten Druckverlust in einer Leitung zu modellieren. Falls gleichzeitig auch ein Wärmeverlust modelliert werden soll, kann das Bauteil 13 (Rohrleitung) verwendet werden.

    Im Auslegungsfall ist der Druckverlust DP12RN anzugeben, wahlweise absolut oder relativ als Anteil des Eintrittsdrucks.

    Analog zur Rohrleitung (Bauteil 13) wurde auch bei der Drossel ein Flag FDP eingeführt. Da hier jedoch keine geometrische Berechnung implementiert ist, besteht hier lediglich die Auswahl zwischen

    Bezugsgrößen auf Nominalwerte:

    Mit FDP12RN  wird festgelegt, wie der Druckverlust berechnet wird. Es ist zu beachten, dass bei der Berechnung des Druckabfalls auch der Wert von FVOL berücksichtigt wird.

    Teillastfaktor DPDPN für den Druckverlust

    • Dieser ergibt sich nach dem Bernoulli-Gesetz (FVOL=1) zu           DPDPN = V1V1N  * M1M1N²
    • bei inkompressiblen Flüssigkeiten (FVOL=0) ist                             DPDPN = M1M1N²
    • bei konstantem Druckverlust (FVOL=2)                                          DPDPN = 1

    Für FVOL=0 wird der Term V1V1N  vernachlässigt (bzw. auf 1,0 gesetzt).
    Für FVOL=2 werden die beiden Terme M1M1N² und V1V1N vernachlässigt (beide jeweils auf 1,0 gesetzt).

    Die Standardeinstellung ist FDPN=1, was auch die physikalisch sinnvollste Variante ist.

    Diese Optionen werden bei vielen anderen Bauteilen auf die gleiche Art genutzt.

     

    Konvergenztuning (DPDPNMAX):

    Zur Verbesserung der Konvergenz kann der Druckabfall bei den Bauteilen 2 (Drossel) und 13 (Rohrleitung) auf das Doppelte bis  Zehnfache des Nominalwertes begrenzt werden - auch während der Iteration. Dazu wird der Teillastfaktor DPDPN (s. u.) herangezogen.

    Die Grenze ist über einen Vorgabewert DPDPNMAX einstellbar (dieser Parameter konnte ursprünglich eine beliebige Zahl sein).

    Wenn diese Begrenzung bis zum Ende der Iteration bestehen bleibt, ist das Bauteil offensichtlich im falschen Lastpunkt ausgelegt worden. In diesem Fall wird eine Warnung ausgegeben. Zur Verbesserung der Konvergenz kann der Druckabfall beim Bauteil 13 (Rohrleitung)  durch DPDPNMAX auf das Doppelte bis  Zehnfache des Nominalwertes begrenzt werden.

    Überschreitet der berechnete Druckabfall das DPDPNMAX-fache des Nominalwertes, wird er auf diesen Wert begrenzt und es erfolgt eine Warnung. Um diese zu vermeiden, sollte ein anderer Auslegungspunkt für das Bauteil gewählt werden.

    Schalter FERRP :

    Es war bei diesem Bauteil möglich, einen negativen Druckverlust vorzugeben oder – im Modus P2-Vorgabe – den Austrittsdruck höher als den Eintrittsdruck vorzugeben, ohne dass eine Fehlermeldung generiert wurde.
    Dadurch konnten diese Bauteile auch in speziellen logischen Konstruktionen verwendet werden. Da beim üblichen Gebrauch der Bauteile dies jedoch physikalisch nicht möglich ist, wurde ein Schalter FERRP implementiert, mit dem eingestellt werden kann, ob in diesem Fall ein Fehler, eine Warnung, ein Kommentar oder nichts ausgegeben werden soll.

    Die Standardeinstellung für FERRP ist Warnung, so dass alte Schaltungen weiterhin ohne Fehlermeldung rechnen. Der Anwender kann dann im Einzelfall entscheiden, ob er diese Warnung entfernen möchte, oder ob tatsächlich ein Fehler vorliegt.

     

    Auch hier wird FMODE=-1 für „lokales Design“ verwendet.

     

    Logikeingang (Anschluss-Nr. 3) zur Steuerung von Komponenteneigenschaften

    (siehe dazu auch : Objekte bearbeiten  --> Anschlüsse)

    Um Komponenteneigenschaften wie Wirkungsgrade oder Wärmeübergangskoeffizienten (Variationsgröße) von außen zugänglich zu machen (für Regelung oder Validierung), ist es möglich, den entsprechenden Wert als indizierten Messwert (Vorgabewert FIND) auf einer Hilfsleitung zu platzieren. Im Bauteil muss dann derselbe Index als Vorgabewert IPS eingetragen werden. 

    Es besteht auch die Möglichkeit, diesen Wert auf eine Logikleitung zu platzieren, die direkt an Anschluss 3 angeschlossen ist (siehe dazu FVALDP=2, Variationsgröße: DPN, Dimension: Druck). Der Vorteil besteht darin, dass die Zuordnung grafisch sichtbar ist und dadurch Fehler (zum Beispiel beim Kopieren) vermieden werden.

    Die Aktivierung dieser Logikleitung kann auch vom Berechnungsmodus abhängig gemacht werden. Dadurch kann dieses Feature auch für Auslegungen verwendet, ohne dass ständig manuell umgeschaltet werden muss. Hierfür gibt es beim Schalter FVALDP die Einstellungen

    Diese Option steht auch für andere Bauteile  wie 6, 8, 13, 18, 19, 23, 24 und 94 zur Verfügung.

    Ergänzung - Ergebniswerte: 

    Die Druckverluste werden als Ergebniswerte ausgewiesen:

    Diese Ergebniswerte erleichtern auch die Identifikation von Druckverlusten.

     

    Vorgabewerte

    FMODE

    Schalter für den Berechnungsmodus Auslegung/Teillast bzw. Design / Off-Design
    Ausdruck      

    =0: wie global im Modell
    =1: lokale Teillast, d.h. immer Teillastberechnungsmodus, auch bei anderer globaler Auslegung
    =-1: lokale Auslegung, d.h. immer Designberechnungsmodus, auch bei anderer globaler Auslegung

    FDP

    Schalter für Vorgabe des Auslegungsdruckverlustes

    Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)

    Ausdruck      

    = 0: durch Vorgabewert DPN

    =-1: keine Berechnung des  Druckverlusts ; P2-Vorgabe von außen

    FDP12RN

     

     

    Schalter für die Art der Vorgabe des Druckverlustes

    Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)

    Ausdruck      

    =1: als absoluter Druckverlust
         Druckverlust= DP12RN * DPDPN

    =2: als relativer Druckverlust, 
          Druckverlust = P1 * DP12RN * DPDPN

    =3: als relativer Druckverlust zum Design Druckverlust = DP12RN * P1N * DPDPN

    =4: als relativer Druckverlust (einfach) 
          Druckverlust = DP12RN * P1 in allen Lastfällen

    FVALDP

    Validierung des Druckabfalls                

    Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)

    Ausdruck  

    =0: DP12RN verwendet, ohne Validierung
    =1: (Veraltet) Durch IPS bezeichnete Pseudomessstelle verwendet statt DPN (validierbar)
    =2: DP12RN auf Regeleingang 3 (Druck) gegeben
    =4: Druck auf Regeleingang 3 verwendet im Design, Vorgabewert DP12RN in Off-Design
    =5: Vorgabewert DP12RN verwendet im Design, Druck auf Regeleingang 3 in Off-Design
    DP12RN

    Nenndruckverlust [je nach Wert von FDPN entweder absolut oder relativ zu P1]

    IPS

    Index für Pseudomessstelle

    FVOL

    Schalter für die Berechnung des Teillastfaktors DPDPN für den Druckabfall ( Berücksichtigung des spezifischen Volumens auf die Druckverlustberechnung)
    Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
    Ausdruck  

    =0: Ohne Volumeneinfluss:    DPDPN = (M1/M1N)²
    =1: Mit Volumeneinfluss:       DPDPN = (M1/M1N)² * V1/V1N
    =2: Konstanter Wert (lastunabhängig):   DPDPN = 1.0

    DPDPNMAX

    Hohe Teillast-Druckverluste begrenzen

    Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
    Ausdruck  

    (Teillastfaktor DPDPN für Druckverlust beschränken auf (Eingabe); Wert >= 1 siehe dazu oben unter "DPDPNMAX"; (Bei Werten < 1 wird eine Warnung ausgegeben! Ein Wert <1 würde bedeuten, dass man im Offdesign-Modus die Auslegungsdaten nicht mehr reproduzieren kann.)

    Auswahl:

    DPDPNMAX=2: Strenge Begrenzung (der Druckverlust wird auf das Doppelte des Nominalwertes begrenzt)

    DPDPNMAX=10: Moderate Begrenzung (der Druckverlust wird auf das 10-fache des Nominalwertes begrenzt)

    FADAPT

    Schalter für die Verwendung des Adaptionspolynoms bzw. der Adaptationsfunktion - überschreibt für 1, 2, -1, -2 die in FDPN vorgegebene Methode

    Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
    Ausdruck  

    =0: nicht verwendet und nicht ausgewertet
    =1: Korrekturfaktor für Druckverlust [DP = DP12RN * DPDPN * Wert von ADAPT]
    =2: Berechnung des Druckverlusts [DP = DP12RN * Wert von ADAPT]
    =1000: nicht verwendet, aber ADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit)

    = -1: Korrektur für Druckverlust [DP = DP12RN * DPDPN * Wert von EADAPT]
    = -2: Berechnung des Druckverlusts [DP = DP12RN * Wert von EADAPT]
    = -1000: nicht verwendet, aber EADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit)

    EADAPT

    Anpassungsfunktion (Eingabe)

    FERRP

    Schalter für die Meldung, wenn P2 > P1
    Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional)
    Ausdruck  

    =0: Keine Meldung
    =1: Kommentar
    =2: Warnung
    =3: Fehler

    M1N          

    Massenstrom (nominal)

    V1N          

    Spezifisches Volumen am Drossel-Eintritt (nominal)

    P1N          

    Eintritts-Druck (nominal)

    Die blau markierten Werte sind Referenzgrößen für Teillastberechnungen.

    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

    Verwendete Physik

    Gleichungen

    Alle Betriebsfälle
     

    Falls   GLOBAL = Nennlast   , dann {

            Falls FDP12RN= 1, dann DPX = DP12RN 

            Falls FDP12RN= 2, dann DPX = DP12RN * P1

            }

    M1R = M1/M1N

    falls FVOL = 0  , dann     F = M1R²

    falls FVOL = 1  , dann     F = M1R² * (V1/V1N)

    falls GLOBAL = Nennlast , dann F= 1.0

    DP  = DPX * F

    P2  = P1 - DP                                              (1)

    H2  = H1                                                      (2)

    T2  = f(P2,H2)

    M2  = M1                                                    (3)

    Q2  = Q1

    NCV2 = NCV1 

    		  

    Bauteilform

    Form 1

    Form 2

    Beispiel

    Klicken Sie hier >> Bauteil 2 Demo << um ein Beispiel zu laden.

    Siehe auch
    Drosseln, Ventile, Rohrleitungen

     

     

    Copyright Iqony Solutions GmbH 2025 Erstellt am 19.03.2025

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