EBSILON®Professional Online Dokumentation
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Leitungsanschlüsse |
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1 |
Speisewassereintritt |
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Speisewasseraustritt 1 |
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erforderliche Wellenleistung |
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Speisewasseraustritt 2 (Austritt Einspritzwasser) |
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Allgemeines Vorgabewerte Kennlinien Verwendete Physik Bauteilform Beispiel
Bauteil 44 modelliert eine Speisewasserpumpe mit einer Anzapfung z. B. für Einspritzwasser.
Dieses Bauteil kann auch für Salzwasser, Universalfluide, benutzerdefinierte Fluide, flüssige 2-Phasen Fluide, Ölströme sowie Thermoölströme verwendet werden.
Für Pumpen muss der Enddruck vorgegeben sein. Dies ist üblicherweise durch den Systemzustand gegeben, kann aber auch durch Bauteil 33 (Startwert) vorgegeben werden.
Die Pumpe mit Entnahme kann auch im Identifikationsmodus berechnet werden. Es ist eine Auswahl zwischen Vorgabe der Austrittsenthalpie oder der Pumpenleistung möglich.
Verluste
Es können sowohl konstante als auch leistungsabhängige mechanische Verluste berücksichtigt werden. Für die konstanten Verluste wird der Vorgabewert QLOSSM verwendet. Die leistungsabhängigen Verluste ergeben sich aus dem mechanischen Wirkungsgrad ETAMN.
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_Brutto =( Q_Netto + QLOSSM) / ETAMN
Der Ergebniswert QLOSS umfasst den gesamten (lastunabhängigen und lastabhängigen) Verlust
QLOSS = Q_Brutto – Q_Netto
Der Ergebniswert ETAM beinhaltet beide Anteile (wie auch 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).
Beim Bauteil 44 wird die Wirkungsgradkennlinie CETA auf ETAI/ETAIN=1 gesetzt, der Berechnungsmodus dieser Pumpe entspricht dem Berechnungsmodus der Pumpe 8
im Modus (FCALC=0).
In allen Lastfällen kann entweder Massenstrom und Austrittsdruck vorgegeben werden. Die Berechnung des Massenstroms aus dem Druck ist nicht möglich.
Die Möglichkeit, Massenstrom und Druck gleichzeitig unabhängig voneinander vorgeben zu können, erleichtert natürlich die Modellierung, ist aber in der Realität nur dadurch erreichbar, dass die Pumpe entweder mit variabler Drehzahl gefahren werden kann oder über ein Regelventil nach der Pumpe verfügt. Die Variante mit Regelventil ist allerdings ungünstig, weil dadurch ein Teil der Pumpenleistung für eine unnötige Druckerhöhung aufzubringen ist, die dann wieder abgedrosselt wird. Bei der Drehzahlregelung besteht der Vorteil darin, dass sich der Wirkungsgrad der Pumpe über den gesamten Lastbereich nur wenig ändert, da ja stets die Drehzahl entsprechend eingestellt wird. Aus diesem Grunde ist die Wirkungsgrad-Kennlinie CETA, standardmäßig auch auf 1 gesetzt.
Wenn man im Teillastbereich Druck und Durchsatz unabhängig voneinander setzt und bei geringerem Durchsatz M1/M1N<1 den Wirkungsgrad verringern würde, ergeben sich für die Pumpenleistung unrealistische Werte. Nur wenn eine Pumpe mit fester Drehzahl betrieben wird, ändert sich der Wirkungsgrad mit dem Durchsatz, allerdings entwickelt die Pumpe mit fester Drehzahl bei geringerem Durchsatz entsprechend der Headkurve auch einen höheren Druck.
Man kann also eine Wirkungsgradkurve nur gemeinsam mit einer Druck-Durchsatz Kurve anwenden, um die Pumpenleistung in Teillast richtig zu berechnen. Bei Drosselregelung ist es dann auch wichtig, ein Regelventil am Austritt zu setzen.
Bauteil 8 (Pumpe):
Bei der Pumpe (ohne Anzapfung für Einspritzwasser) gibt es einen neuen Berechnungsmodus zur Nutzung relativer Förderhöhenkennlinien. Die Handhabung lehnt sich an die üblicherweise vorgegebenen Kennlinien an und ermöglicht eine einfache Anpassung.
Im Auslegungsfall werden vom aktuellen Arbeitspunkt (M, P) ausgehend mit den Kennlinien die beiden Grenzpunkte ZHF (zero head flow = Durchsatz, den die Pumpe ohne Gegendruck liefern kann) und SOH (shut-off head = Druck, den die Pumpe gegen einen geschlossenen Schieber erzielen kann) berechnet.
In Teillast kann dann wahlweise der Massenstrom oder der erzielte Druck vorgegeben werden, die jeweils andere Größe wird berechnet. Dabei wird ein Mindestmassenstrom
eingehalten (im Berechnungsmodus FCALC= 1/2).
Bauteil 24 (Verdichter):
Dieses Bauteil ist sowohl für gasförmige Fluide als auch für Dampf im überhitzten oder Nassdampfbereich nutzbar.
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ETAIN |
isentroper Wirkungsgrad (nominal) |
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ETAMN |
mechanischer Wirkungsgrad (nominal) |
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QLOSSM |
mechanischer Verlust (konstanter Anteil) |
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FMODE |
Schalter für Berechnungsmodus Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Global =1: Lokale Teillast =-1: Lokale Auslegung |
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FCHR |
Schalter für Verwendung der Kennlinie Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck = 0: Verwendete ETAI von der Kennlinie =-1: Identifiziere ETAI durch Leistungsvorgabe =-2: Identifiziere ETAI durch H2-Vorgabe |
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M1N |
Massenstrom (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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Kennlinie 1: CETA :isentroper Wirkungsgrad Kennlinien Anschluss ETAI/ETAIN = f (M1/M1N), CETA standardmäßig auf 1 gesetzt! |
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X-Achse 1 M1/M1N 1. Punkt |
Das Berechnungsmodell für die Pumpe basiert auf der Annahme, dass eine Zustandsänderung mit dem isentropen Wirkungsgrad beschrieben werden kann.
Die folgenden Gleichungen werden für Massenbilanz, Druck und Enthalpie verwendet:
Massenstrom: M1 = M2 + M4
Zwei von diesen drei Massenströmen sind durch ein anderes Bauteil festgelegt.
Druck:
Alle Drücke sind festgelegt durch andere Bauteile mit der Randbedingung, dass P4 <= P2.
Enthalpie:
Schritt 1: Berechnung der isentropen Zustandsänderung vom Eintrittszustand P1, S1 auf den Zustand P2, S2 mit S2=S1.
Die Enthalpiedifferenz der isentropen Zustandsänderung wird berechnet mit
H2S = H(P2,S2)
DHS = H2S - H1
Schritt 2: Die reale Änderung der Enthalpieergebnisse von DHS und dem isentropen Wirkungsgrad ETAI zu
DH = DHS/ETAI
Der Austrittszustand Ergebnissen vom P2 und
H2 = H1 + DH
Die Zustandsänderung für den Zwischenzustand 4 (Wasserabfuhr) wird entsprechend von 1 nach 2 berechnet. Allerdings wird P4 anstelle von P2 für den Austrittsdruck verwendet.
Der isentrope Wirkungsgrad ergibt sich aus dem Spezifikationswert im Auslegungsfall. Für Teillast wird dieser Wert durch eine Kennlinienfunktion für das Massenstromverhältnis modifiziert.
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Alle Betriebsfälle |
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vom Kennlinien Anschluss: ETAI = ETAIN * f (M1/M1N) S1 = f(P1,H1) T2S = f(P2,S1) H2S = f(P2,S1) DH2S = H2S - H1 DH2 = DH2S/ETAI H2 = H1 + DH2 (1) T4S = f(P4,S1) H4S = f(P4,S1) DH4S = H4S - H1 DH4 = DH4S/ETAI H4 = H1 + DH4 (2) T2 = f(P2,H2) T4 = f(P4,H4) M2 = M1 - M4 (4) M3*H3 = (M2*H2 + M4*H4 - M1*H1)* ETAMN (3) |
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Form 1 |
Klicken Sie hier >> Bauteil 44 Demo << um ein Beispiel zu laden.
