EBSILON®Professional Online Dokumentation
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Leitungsanschlüsse |
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Rauchgas - Eintritt |
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Rauchgas - Austritt |
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3 (6) |
Wellenausgang zum Verdichter Welle / KEINE |
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Wellenanschluss zum Generator |
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Regeleingang für isentropen Wirkungsgrad (als H) |
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6 |
Welleneingang zum Verdichter Welle / KEINE
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Allgemeines Vorgabewerte Kennlinien Verwendete Physik Bauteilform Beispiel
Mit diesem Modul kann der Turbinenteil einer Gasturbine modelliert werden. Eintritt- und Austrittsdrücke müssen vorgegeben werden. Üblicherweise wird dies durch den Verdichter der Gasturbine einerseits und den Austrittsdruck andererseits bestimmt. Ansonsten muss Bauteil 33 (Pastille) zur Vorgabe verwendet werden.
Zusammen mit Modul 22 (Gasturbinenbrennkammer) und 24 (Verdichter) kann eine Gasturbinenanlage modelliert werden. Die Schwierigkeit liegt in einer ausreichenden Berücksichtigung der Einflüsse durch Leit- und Laufschaufelkühlung. Diese Unsicherheiten können durch Verwendung des Makrobauteils 40 (Gasturbine(Makro)) vermieden werden.
Bisher war der zweite Wellenanschluss bei Bauteil 23 (Dampfturbine) ein Wellenausgang. Dadurch war es bei Bauteil 6 möglich, eine Aufteilung der Wellenleistung auf Kompressor und Genertor abzubilden.
Der umgekehrte Fall Hintereinanderschaltung von Bauteil 23 konnte grafisch bisher nicht dargestellt werden. Allerdings gab es zur Berechnung einen Schalter FQ (Leistungsfluss), mit der die Berechnung umgestellt werden konnte, allerdings mit der Unschönheit, dass die grafische Darstellung dann nicht zur Berechnung passte.
Es wurde jetzt für dieses Bauteile die Möglichkeit geschaffen, den umgekehrten Leistungsfluss auch grafisch abzubilden. Hierfür wurde ein zusätzlicher Wellenanschluss implementiert:
Um eine entsprechende Darstellung zu ermöglichen, wurde der bisher vorhandene Anschluss ausblendbar gemacht und der neue Anschluss wurde an derselben Stelle positioniert. Üblicherweise wird man ja entweder den Eingang oder den Ausgang benutzen und sollte dann den nicht genutzten Anschluss ausblenden. Prinzipiell ermöglicht die Software aber auch die gleichzeitige Nutzung beider Anschlüsse.
Wie beim bisherigen zweiten Wellenanschluss muss auch auf dem neuem Anschluss die Leistung vorgegeben werden. Die Turbine kann nur die Leistung am Haupt-Wellenausgang berechnen.
Durch den neuen Anschluss ist der Schalter FQ überflüssig geworden. Aus Kompatibilitätsgründen ist er allerdings weiterhin verfügbar, wurde aber als „veraltet“ gekennzeichnet.
Außerdem wird gegebenenfalls eine Kommentarmeldung ausgegeben, der auf die Möglichkeit zur Nutzung des neuen Anschlusses hinweist. Für den neuen Wellenanschluss bewirkt der Schalter ebenfalls eine Umkehr der Berechnungsrichtung.
Beim Bauteil 23 (auch beim Bauteil 6, 58) wurde ein neuer Ergebniswert QSHAFT implementiert, der die im Bauteil erzeugte Wellenleistung ausgibt, unabhängig davon, auf welche Anschlüsse sie sich verteilt oder welche Wellenleistung noch hinzukommt.
Bisher wurde bei diesem Bauteil zur Berechnung des Stodola-Druckes die vereinfachte Formel für ideale Gase verwendet. Da das Rauchgas standardmäßig als ideales Gas gerechnet wird, ist diese Näherung durchaus berechtigt.
Inzwischen bietet Ebsilon allerdings die Möglichkeit, für das Rauchgas eine Realgaskorrektur zu aktivieren. Da in diesem Fall die Verwendung der Idealgas-Stodolaformel inkonsistent ist, wird jetzt die ausführlichere Formel für reale Gase verwendet.
Eine Umschaltmöglichkeit zwischen Idealgas- und Realgas-Formel wie bei Bauteil 6 wurde hier nicht vorgesehen. Bei Bauteil 6 existiert diese ohnehin nur aus historischen Gründen und sollte in neuen Schaltungen nicht verwendet werden.
Siehe dazu: Turbinen - Teillast Berechnung - Stodola
(siehe dazu auch : Komponenten 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, diese Werte auf einer Logikleitung zu platzieren, die direkt an das Bauteil angeschlossen ist (siehe dazu FVALETAI=2, Variationsgröße: ETAIN, Dimension: Enthalpie). Der Vorteil besteht darin, dass die Zuordnung nun 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 werden, ohne dass ständig manuell umgeschaltet werden muss. Hierfür gibt es beim Schalter FVALETAI die Einstellungen
Diese Option steht für die Bauteile 2, 6, 8, 13, 18, 19, 23, 24 und 94 zur Verfügung.
Implementierung eines lastunabhängigen mechanischen Verlustes (QLOSSM) (siehe dazu Release-Notes zu Release 12)
Die Reihenfolge, in der der proportionale und der konstante Anteil berücksichtigt werden, hängt von der Richtung des Energiestroms ab.
Wenn sowohl ein mechanischer Wirkungsgrad ETAMN als auch ein konstanter Verlust QLOSSM vorgegeben sind, werden beide in folgender Weise kombiniert:
Q_Netto = Q_Brutto * ETAMN - QLOSSM
Der Ergebniswert QLOSS umfasst den gesamten (lastunabhängigen und lastabhängigen) Verlust
QLOSS = Q_Brutto – Q_Netto
Der Ergebniswert ETAM beinhaltet beide Anteile (wie schon beim Bauteil 6), da ETAM definiert wird durch
ETAM = Q_Netto / Q_Brutto
Wenn ein QLOSSM > 0 angegeben wird, ist also ETAM nicht mehr gleich ETAMN, sondern entsprechend kleiner (um QLOSSM/Wärmezufuhr).
Ergebniswert M1M1N
Das Verhältnis vom aktuellen Massenstrom M1 zu seinem Auslegungswert M1N wird jetzt als Ergebniswert M1M1N ausgegeben. Da dies der x-Wert für die Wirkungsgradkennlinie ist, wird dadurch die Erstellung der Kennlinie erleichtert.
Ergebniswert MCORR
Es gibt jetzt einen Ergebniswert MCORR, der angibt, welcher Massenstrom unter Normbedingungen durch den Entspanner fließen würde. Die Berechnung erfolgt gemäß https://en.wikipedia.org/wiki/Corrected_flow:
MCORR = M1 * SQRT(T1[K]/TNORM) / (P1/PNORM)
mit TNORM = 288.15 K und PNORM = 1.01325 bar.
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FP1 |
Eintrittsdruck Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: P1N=P1NSET (aus Stodola-Gesetz) |
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P1N |
Eintrittsdruck (nominal) |
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FVALETAI |
Validierung des isentropen Wirkungsgrades Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: feste Vorgabe durch Spezifikationswert ETAIN, ohne Validierung =1:(Veraltet) IPS statt ETAIN verwendet (validierbar) =2: ETAIN durch Enthalpie auf Regeleingang 5 gegeben =4: Enthalpie auf Regeleingang 5 verwendet in Design, Vorgabewert ETAIN in Off-Design =5: Vorgabewert ETAIN verwendet in Design, Enthalpie auf Regeleingang 5 in Off-Design |
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ETAIN |
Isentroper Wirkungsgrad (nominal) |
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IPS |
Index für Pseudomessstelle |
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ETAMN |
Mechanischer Wirkungsgrad (nominal) |
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QLOSSM |
Mechanischer Verlust (konstanter Anteil) |
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FCHR |
Kennlinientyp Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: ETAI/ETAIN=f(M1/M1N) |
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FQ |
Veraltet: Schalter für Leistungsfluss am Punkt 3 Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Welleneintritt auf der Turbinen HD-Seite (Welleneintritt von einem Q-Lieferanten), in entgegengesetzter Richtung berechnen |
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FSTO |
Schalter für die Verwendung der Stodola-Gleichung zur Berechnung des Eintrittsdrucks in Teillast Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: ohne Druckkorrektur, vereinfachte Form (ohne Abhängigkeit vom Austrittsdruck) Die vereinfachte Form kann verwendet werden, wenn der |
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FMODE |
Schalter für Berechnungsmodus Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: GLOBAL |
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FADAPT |
Schalter für Anpassungspolynom ADAPT/ Anpassungsfunktion EADAPT Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: nicht verwendet und nicht ausgewertet |
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EADAPT |
Anpassungsfunktion |
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M1N |
Eintrittsmassenstrom (nominal) |
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T1N |
Turbineneintrittstemperatur TIT (nominal) |
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P2N |
Austrittsdruck (nominal) |
Die blau markierten Parameter sind Referenzgrößen für den Teillastmodus. Die Ist-Teillastwerte beziehen sich in den verwendeten Gleichungen auf diese Größen.
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
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ETAI |
Isentroper Wirkungsgrad |
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ETAM |
Mechanischer Wirkungsgrad (einschließlich QLOSSM) |
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RHO2 |
Dichte des Abgases |
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VM2 |
Abgasvolumenstrom |
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ETANIR |
Verwendeter Wert für nominalen isentropen Wirkungsgrad |
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ETACL |
Wirkungsgrad gemäß Kennlinie |
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RADAPT |
Ergebnis für ADAPT / EDAPT |
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MCORR |
Korrigierter Massenstrom |
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QSHAFT |
Erzeugte Wellenleistung |
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M1M1N |
Bezogener Massenstrom kalte Seite |
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Kennlinie 1: isentroper Wirkungsgrad Kennlinie ETAI/ETAIN = f (M1/M1N) |
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X-Achse 1 M1/M1N 1. Punkt |
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Alle Betriebsfälle |
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(ETAI/ETAIN) = f (M1/M1N) entsprechend der Kennlinie P1 = P1N * F (1) |
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Form 1 |
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Form 2 |
Klicken Sie hier >> Bauteil 23 Demo << um ein Beispiel zu laden.