Bauteil 70: Verdampfer mit Trommel

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Bauteil 70: Verdampfer mit Trommel

Vorgaben

Leitungsanschlüsse
1	Kondensateintritt
2	Sattdampfaustritt
3	Rauchgaseintritt
4	Rauchgasaustritt
5	Abschlämmung
6	Logikeingang für Pumpenleistung (optionaler Anschluss)

Hilfsleitungsbezeichnungen für die Berechnung:

H6	Wasseraustrittsleitung aus der Trommel (gesättigt bis leicht unterkühlt)
H7	Wasseraustrittsleitung Pumpe (Zwangsumlauf)
H8	Eintrittsleitung in die Trommel (zweiphasiges Gemisch)

Allgemeines Vorgabewerte Kennlinien Verwendete Physik Bauteilform Beispiel

Allgemeines

Zu beachten ist, dass der gesättigte M2 durch M2=(Q87-M5*(H5-H1) )/(H2-H1-CN*DH) bestimmt wird (Abweichung s. Kap. Verwendete Physik), der sich aus der Vorgabe des Pinchpoints bzw. k*A ergibt. Dies ist insofern wichtig, als einige Modellierungsfehler durch eine Überbestimmung des Massenstroms entstehen, wenn z.B. versucht wird, M2 mittels Bauteil 1 oder 33 einzugeben.

D.h. die Vorgabe des Pinchpoint bzw. k*A liefert den Sattdampfmassenstrom M2.

Für M2 ist allerdings im Auslegungsfall die Vorgabe eines Startwerts als Spezifikationswert M2N erforderlich. Dieser sollte in der Größenordnung der erwarteten Dampfproduktion liegen. Insbesondere darf dieser Startwert nicht 0 sein. Nach der Auslegungsrechnung wird der eingetragene Startwert für M2N durch den berechneten Nennwert ersetzt.

Bei diesem Bauteil besteht die Möglichkeit einer Auslegung über einen "Effektivitäts"-Faktor. Dieser bezieht sich auf den theoretisch maximal möglichen Wärmeaustausch (bei unendlich großer Wärmetauscherfläche). Eine Effektivität von 0.8 bedeutet also, dass 80% der theoretisch möglichen Wärme ausgetauscht werden .

Druckverlustbegrenzungen in Teillast (Extras --> Modelleinstellungen--> Berechnung--> Maximaler relativer Druckabfall) :
Da der Druckverlust quadratisch mit dem Massenstrom ansteigt, können sich bei Überschreitung des Nennmassenstroms schnell deutlich zu hohe Druckverluste ergeben, die dann Phasenübergänge und Konvergenzprobleme verursachen. Aus diesem Grunde wurden Druckverlustbegrenzungen eingebaut.

Anschluss für Pumpenleistung:

Es gibt jetzt einen optionalen Anschluss 6, auf dem die Pumpenleistung ausgegeben wird. Je nach gewünschtem Detaillierungsgrad der Modellierung kann eine mechanische Welle, eine Elektroleitung oder eine Logikleitung angeschlossen werden.

Bei Anschluss einer Welle kann im Vorgabewert ETAIN der isentrope Wirkungsgrad der Umwälzpumpe eingetragen und der Motor separat modelliert werden. Andernfalls sollte in ETAIN der Wirkungsgrad des Motors mit berücksichtigt werden.

Das Bauteil schreibt auf Ausgang 6 lediglich die Leistung. Bei Anschluss einer Welle bzw. Elektroleitung werden dann für Frequenz, Spannung, Stromtyp und Phase Standardwerte verwendet (sofern man nicht durch die entsprechende Modelleinstellung das Setzen von Standardwerten auf Wellen und Elektroleitungen deaktiviert hat). Bei Bedarf können jedoch mit einem Startwert (Bauteil 33) die gewünschten Werte eingestellt werden.

Ansicht:

Bei der Form 1 entfällt optionaler Anschluss 6
Bei der Form 2 sind Rauchgaseintritt und -austritt vertauscht, um Abhitzekessel von oben nach unten modellieren zu können, ohne dass die Trommel auf dem Kopf stehen muss, optionalen Anschluss 6 entfällt.
Bei Form 3 und 4 entfällt die Pumpe in der Darstellung.
Bei Form 5 ist die Trommel über dem Rauchgasweg angeordnet.

Es wurde ein Flag FTAPPN eingebaut, mit dem eingestellt werden kann, ob die Speisewassertemperatur von außen gegeben werden soll oder die Approach-Temperatur verwendet werden soll.

Als Alternative zum Anpassungspolynom kann eine Kernelexpression verwendet werden. Die Steuerung erfolgt über das Flag FADAPT.

Vorgabe der Fläche zur Auslegung von Wärmetauschern:

Üblicherweise erfolgt die Auslegung von Wärmetauschern in Ebsilon durch die Vorgabe von zu erzielenden Temperaturdifferenzen (Grädigkeiten) oder Temperaturen. In einem iterativen Prozess werden daraus die übertragene Wärmemenge und das für den Wärmetauscher charakteristische Produkt aus Wärmeübertragungskoeffizient und Fläche (k*A) berechnet. Dessen Nominalwert
KAN dient dann in Teillastrechnungen zur Berechnung der Temperaturen. Die Kenntnis der einzelnen Werte k und A ist dabei nicht erforderlich.

Bei den Bauteilen Eco/Verdampfer/Überhitzer (Bauteil 61), Duplexwärmetauscher (Bauteil 62) und Verdampfer mit Trommel (Bauteil 70) wird allerdings das Teillastverhalten durch Exponenten
von Wärmeübertragungskoeffizienten AL12 und AL34 definiert. Da sich daraus k berechnen lässt, ist auch die Wärmetauscherfläche A verfügbar.

Dies wurde genutzt, um eine Auslegungsrechnung über die Vorgabe der Fläche zu implementieren. Wesentlich dafür ist allerdings eine korrekte Angabe der Nominalwerte für die Wärmeübertragungskoeffizienten AL12N und AL34N, die vor Implementierung von AN (Fläche) nur Auswirkungen auf das Teillastverhalten hatten.

Beim Verdampfer mit Trommel (Bauteil 70) wurde AL12N (nur für Flächenberechnung verwendet) neu als Vorgabewert eingeführt, da dieser vorher nicht benötigt wurde (da AL12N>>AL34N
beim Verdampfer).

Die vorgegebene Fläche AN wird nur bei der Auslegungsrechnung verwendet, um daraus KAN zu ermitteln. Bei der Teillastrechnung wird dann KAN zu Berechnung herangezogen.

Pinchpoint-Verletzungen bei Wärmetauschern

Bis Release 10.0 wurde in Teillast eine Pinchpoint-Verletzung erst nachträglich festgestellt, d.h. es wurde zum jeweiligen Lastfall KA und daraus die übertragene Wärmemenge berechnet und anschließend überprüft, ob diese Wärmemenge überhaupt auf dem richtigen Temperaturniveau übertragen werden kann. Da bei Verdampfung bzw. Kondensation die Temperatur trotz Wärmezufuhr bzw. -abfuhr konstant bleibt, gibt es Fälle, bei denen trotz stimmiger Gesamtbilanz die Wärmeübertragung physikalisch nicht möglich ist. In diesem Fall wurde in Ebsilon eine Fehlermeldung ausgegeben.

Die Berechnung wurde so geändert, dass die übertragene Wärmemenge so weit reduziert wird, wie es physikalisch noch möglich ist, wobei der Mindest-Pinchpoint
in einem Vorgabewert PINPMIN einstellbar ist. Dadurch ergibt sich ein entsprechend reduziertes KA.
Der Anwender wird durch eine Warnmeldung ("KA reduziert zur Vermeidung einer Pinchpoint-Verletzung") darauf hingewiesen und kann dann die Teillast-Kennlinie bzw. den Teillast-Exponenten für KA entsprechend anpassen, so dass die Warnung nicht mehr auftritt. Der Vorteil ist jedoch, dass man in jedem Fall ein physikalisch mögliches Ergebnis erhält.

Darüber hinaus gibt es am Ende der Rechnung noch eine Überprüfung, ob durch gekrümmten Verlauf von Q(T) (bedingt durch signifikante Änderungen von cp in Abhängigkeit von der Temperatur) eine Pinchpoint-Verletzung vorliegt. Dies kann man nachvollziehen, in dem man den Wärmetauscher in einzelne Abschnitte zerlegt.
Dieser Fall kann beispielsweise auftreten, wenn auf der heißen Seite das cp am Eintritt deutlich kleiner als am Austritt ist (etwa bei Dampf, der bei starker Überhitzung ein cp von etwa 2 kJ/kgK hat, knapp über der Siedelinie aber mehr als 5). Das bedeutet, dass dieser Dampf mehr Wärme auf niedrigerem Temperaturniveau bereitstellt als auf hohem. Bei entsprechend kleinen Grädigkeiten kann dies eine Begrenzung für die mögliche Wärmeübertragung sein.
Die QT-Diagramme berücksichtigen die Nicht-Linearität (Krümmung der Kurven) in Bereichen ohne Phasenwechsel.

Der Schalter FSPEC (veraltet) wurde auf zwei Schalter aufgeteilt:

FSPECD gibt an, auf welche Weise das Bauteil ausgelegt werden soll
FIDENT dient zur Aktivierung eines Bauteil-Identifikationsmodus, d.h. es wird anhand von Temperatur-Vorgaben der jeweilige Zustand des Bauteils ermittelt

Hinweis:

Beim Laden einer mit Release 11 (oder älter) erstellten Schaltung wird aus dem Wert des Schalters FSPEC die entsprechende Werte für FSPECD und FIDENT gesetzt und FSPEC auf „leer“ (-999) gesetzt. Die Schaltung ermittelt damit die selben Ergebniswerte. Bei Bedarf kann jedoch auch der Schalter FSPEC noch verwendet werden.

Um Unklarheiten zu vermeiden, wurden in den Eingabemasken die Begriffe „Primärseite“ bzw. „Sekundärseite“ durch „kalte Seite“ und „warme Seite“ ersetzt. Die kalte Seite ist der Strom von Anschluss 1 zu Anschluss 2, der aufgewärmt wird. Die warme Seite ist der Strom von Anschluss 3 zu Anschluss 4, der die Wärme abgibt.

Effectiveness-Methode

Zur Auslegung steht auch beim Verdampfer mit Trommel (Bauteil 70) die Effectiveness-Methode zur Verfügung. Analog zu anderen Wärmetauschern erfolgt die Auswahl dieser Option über den Schalter FSPECD=0 . Bei den Bauteilen 25, 26, 27, 51, 55, 61, 70, 124 und 126 erfolgt eine Berechnung der Effectiveness im Rahmen der Wärmetauscher-Berechnung auch bei anderen Auslegungsmethoden (allerdings nicht im Identifikationsmodus). Hierfür wurde ein Ergebniswert REFF eingeführt.
REFF ist das Verhältnis der tatsächlich übertragenen Wärme zum theoretischen Maximum, das bei einer unendlich großen Austauschfläche erzielt werden könnte. REFF ist von der Größe des Wärmetauschers abhängig.

Im Auslegungsfall wird die berechnete Effectiveness bei Übernahme der Referenzwerte auch im Vorgabewert EFF abgelegt.

Hinweise zum Bauteil 70:

Im Vergleich zu anderen Wärmetauschern erhält man bei diesem Bauteil andere Ergebnisse für die Effektivität, auch wenn alle Leitungswerte an Ein- und Austritten übereinstimmen. Der Grund dafür ist eine unterschiedliche Berechnung der maximal möglichen ausgetauschten Wärme bei unendlich großem Wärmetauscher.
Bei Bauteil 70 wird diese Wärmemenge nämlich unter der Randbedingung konstanter Enthalpien auf der Wasserseite ermittelt, d.h. die erzeugte Dampfmenge wird variiert.
Bei den anderen Bauteilen wird diese Wärmemenge unter der Randbedingung konstanter Massenströme durchgeführt, d.h. die Austrittsenthalpie des kalten Stroms wird variiert. Deshalb ist die maximal mögliche Wärmeübertragung bei Bauteil 70 verschieden von der bei anderen Wärmetauschern, und somit auch die Effektivität.
Bei überkritischem Druck p1 wird der Dampfmassenstrom auf 0 gesetzt und zusätzlich eine Fehlermeldung ( p1 > kritischer Druck, keine Verdampfung möglich) ausgegeben.

Auslegung bei Gleichstrom (Siehe Wärmetauscher allgemeine Anmerkungen ):

Beim Wärmetauscher (Bauteil 70) wurde die Möglichkeit geschaffen, auch bei Gleichstrom (FFLOW=1) eine Auslegung über die obere oder untere Grädigkeit vorzunehmen.

Schalter FDQLR

In Release 13 besteht die Möglichkeit, mit dem Schalter FDQLR einzustellen, wie DQLR (Faktor zur Modellierung von Wärmeverlusten) interpretiert werden soll.

Hinweis zu Gemischen als Arbeitsfluid:

Dieses Bauteil weist zusätzlich zur Siedetemperatur TSAT auch die Taupunktstemperatur TTAU als Ergebniswert aus. Bei Gemischen als Arbeitsfluid können beide Temperaturen unterschiedlich sein.

Hinweis zu den Ergebniswerten :

Gütegrad RPFHX

Zur Beurteilung des Zustands eines Wärmetauschers dient der Quotient aus dem aktuellen Wert für die Wärmeübertragungsfähigkeit k*A (Ergebniswert KA) und dem in jeweiligen Lastpunkt aufgrund der Bauteilphysik bzw. Kennlinien erwarteten k*A (Ergebniswert KACL). Der Quotient KA/KACL wird als Ergebniswert RPFHX angezeigt.

Vorgabewerte

FSPECD	Berechnungsmethode im Design-Fall Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Vorgabe der Effektivität =2: Vorgabe des Pinchpoints PINPN Vorgabe der oberen Grädigkeit (Temperaturdifferenz zwischen den beiden Strömen : Austrittsseite wärmeabgebender Strom und Austrittsseite des erwärmten Stroms =8: Vorgabe der Dampfproduktion M2 (von außen gegeben), Festlegung der Austrittsenthalpie des kalten Stroms als Enthalpie H'' (Sattdampf) =9: Vorgabe der Wärmetauscherfläche AN
FIDENT	Bauteil-Identifikation (nur in Teillast) Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: keine Identifikation, im Teillastmodus wird Dampfproduktion und Rauchgasaustrittstemperatur berechnet =2: M2 von außen gegeben in allen Lastfällen, KA berechnet =4: Austrittstemperatur des warmen Stroms (T4) von außen gegeben in Teillast, KA berechnet Hinweis :Eine Identifikation über die Vorgabe von T2 (Dampfaustrittstemperatur) ist bei diesem Bauteil nicht sinnvoll, da der Austrittszustand bei diesem Bauteil stets Sattdampf ist und die Austrittstemperatur somit durch den Druck festgelegt wird.
FCIRC	Umwälzungsmethode Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Naturumlauf =1: Zwangsumlauf
EFF	Effektivität
AN	Wärmeübertragungsfläche (nominal)
FTAPPN	Schalter für Vorgabe der Approach-Temperatur im Auslegungsfall Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: durch Vorgabewert TAPPN =1: T1 von außen gegeben
TAPPN	Näherungswert für Approach-Temperaturdifferenz (nominal) TAPPN = Tsat(P-Trommel) - T(ECO-Austritt) Für H(ECO-Austritt) ergibt sich im Auslegungsfall { wenn TAPPN > 0.01, dann { H(ECO-Austritt) = H(Tsat(P-Trommel) -TAPPN) } wenn TAPPN <=0.01, dann { H(ECO-Austritt) = aus ECO-Wärmebilanz } } Für H(ECO-Austritt) ergibt sich im Teillastfall{ H(ECO-Austritt) = aus ECO-Wärmebilanz }
FDP12RN	Bezug für Druckverlust Verdampfer Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =1: absolut : berechnet aus DP12N=DP12RN =2: relativ: berechnet aus DP12N=P1N*DP12RN
DP12RN	Druckverlust Verdampfer (nominal) [absolut oder relativ zu P1] DP12N ist der Druckverlust, der durch eine Umlaufpumpe kompensiert werden muss. Für einen Naturumlaufkessel wird DP12RN zu 0 gesetzt.
FDP34RN	Bezug gasseitiger Druckverlust Anschluss 34 Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =1: absolut : berechnet aus DP34N=DP34RN =2: relativ: berechnet aus DP34N=P3NDP34RN = -1: P4 von außen* gegeben
DP34RN	Druckverlust Leitung 34 (nominal) [absolut oder relativ zu P3]
FDQLR	Schalter für Wärmeverlust - Handhabung Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: konstant (DQLRQN in allen Lastfällen) DQLR wird in allen Lastfällen auf den Auslegungswert QN bezogen (der im Auslegungsfall gleich der vom heißen Strom abgegebenen Wärmemenge ist), hat also in allen Lastfällen einen konstanten Wert. Wenn dieser Wert allerdings 10% der vom heißen Strom abgegebenen Wärmemenge überschreitet, wird der Wärmeverlust auf diesen Wert begrenzt und eine Warnung ausgegeben. =1: relativ zum tatsächlichen Wärmeeintrag (DQLRQ354) DQLR wird auf die vom heißen Strom abgegebenen Wärmemenge bezogen. Wenn man die entsprechende Warnung ignoriert, können hier auch Verluste von mehr als 10% modelliert werden.
DQLR	Wärmeverlust (bezogen auf übertragene Wärme)
FDRAIN	Behandlung der Abschlämmung Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: absolut durch Verwendung Abschlämmmassenstrom M5 =1: relativ durch Verwendung Abschlämmanteil M5M2 =2: Abschlämmung von außen gegeben =3: Abschlämmmassenstrom gegen durch Funktion EDRAIN
M5	Massenstrom Abschlämmung (absolut)
M5M2	Massenstrom Abschlämmung (relativ zu M2) (bezogen auf den Sattdampfmassenstrom) M5=M5M2*M2
EDRAIN	Funktion für Abschlämm-Massenstrom (Eingabe)
ETAIN	Isentroper Wirkungsgrad der Umlaufpumpe (keine Kennlinie verwendet: ETAI=ETAIN)
CN	Umlaufzahl der Trommel CN= M6/M2 M6 = Wassermassenstrom von der Trommel zum Verdampfereintritt
FVOL	Volumenabhängigkeit vom Druckverlust Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: nur Massenstrom abhängig DP/DPN = (M/MN)*2 =1: abhängig vom Massen- und Volumenstrom DP/DPN = V/VN(M/MN)**2 =2: Konstanter Druckverlust (lastunabhängig): DP = DPN
FMODE	Berechnungsmodus Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck 0: wie global eingestellt =1: lokale Teillast (d.h. immer Teillast-Modus, auch wenn global eine Auslegungsrechnung durchgeführt wird) Berechnung erfolgt unter Verwendung KAN und Kennlinie =2: spezielle lokale Teillast (Sonderfall zur Kompatibilität mit früheren Ebsilon-Versionen, sollte in neuen Schaltungen nicht verwendet werden, da Ergebnisse zu echten Teillastrechnungen nicht konsistent sind) Berechnung erfolgt unter Verwendung KAN ohne Kennlinie = -1: lokale Auslegung
FFLOW	Flussrichtung (Siehe Wärmetauscher allgemeine Anmerkungen ): Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck = 0: Gegenstrom = 1: Gleichstrom = 2: Kreuzstrom
NROW	Anzahl der Reihen (bei Kreuzstrom)
NPASS	Anzahl der Durchgänge (bei Kreuzstrom)
FARR	Anordnung der Durchgänge (Eingabe für Kreuzstrom) Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Gegenstrom =1: Gleichstrom
AL12N	Wärmeübertragungskoeffizient Leitung 1 bis 2 (nominal)
AL34N	Wärmeübertragungskoeffizient Leitung 3 bis 4 (nominal)
EX34	Massenstrom Exponent von AL34 AL34 = AL34N(M3/M3NEX34) (1 - (TM34N-TM34)*5E-4/°K)
FADAPT	Schalter für Anpassungspolynom ADAPT / Anpassungsfunktion EADAPT Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Nicht verwendet und nicht ausgewertet =1: Korrektur für kA [KA = KAN K/KN * Polynom] =2: Berechnung von kA [KA = KAN Polynom] =1000: nicht verwendet, aber ADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit) = -1: Korrektur für kA [KA = KAN K/KN * Anpassungsfunktion] = -2: Berechnung von kA [KA = KAN Anpassungsfunktion] = -1000: nicht verwendet, aber EADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit)
EADAPT	Anpassungsfunktion (Eingabe)
FFU	Ein-/Aus-Schalter Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Wärmetauscher ausgeschaltet (kein Wärmeübergang, aber Druckverlustberechnung) =1: Wärmetauscher in Betrieb
PINPMIN	Mindestwert für den Pinchpoint (KA wird automatisch reduziert, wenn der Pinchpoint kleiner als dieser Wert wird)
PINPN	Pinchpoint (nominal): T4-Tsat(P7) mit P7=P1+DP12N Beachten Sie, dass FFLOW=Gegenstrom nur für Berechnungsmodus FMODE=GLOBAL zulässig ist, wobei PINPN verwendet wird
FSPEC (veraltet)	Kombinierter Schalter (veraltet) Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck = -999: nicht verwendet (stattdessen FSPECD und FIDENT verwendet) alte Werte =0: Zwangsumlauf, Anwender gibt EFF in der Auslegung vor =1: Naturumlauf, Anwender gibt EFF in der Auslegung vor =10: Zwangsumlauf, Anwender gibt Pinchpoint-Temperatur PINPN in der Auslegung vor =11: Naturumlauf, Anwender gibt Pinchpoint-Temperatur PINPN in der Auslegung vor =20: Zwangsumlauf, mit externer M2-Vorgabe (z.B. durch Bauteil 33) in der Auslegung =21: Naturumlauf, mit M2=M2N in Teillast =30: Zwangsumlauf, Wärmeübertragungsfläche AN gegeben in der Auslegung =31: Naturumlauf, Wärmeübertragungsfläche AN gegeben in der Auslegung
KAN	Wärmeübergangskoeffizient * Fläche (nominal), Wärmeübertragungsfähigkeit im Auslegungspunkt
QN	Übertragene Wärmemenge
M2N	Sattdampfmassenstrom im Designfall: Startwert für die innere Iteration zur Berechnung von M2
M3N	Massenstrom warme Seite (nominal)
TM34N	Mediumtemperatur des Rauchgases (nominal) TM34N=(T3N+T4N)/2
V1N	spezifisches Volumen am Punkt 1 (nominal)
V3N	spezifisches Volumen am Punkt 3 (nominal)
P1N	Druck am Punkt 1 (nominal)
P3N	Druck am Punkt 3 (nominal)

Die blau markierten Identifikationswerte 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

Die Sattdampferzeugung wird bestimmt durch eine Iterationsprozedur. M2N wird als Startwert angenommen, der dieselbe Größenordnung wie M2 und M2N haben sollte. Beide Größen sollten sich nicht um einen Faktor größer 3-5 unterscheiden.

Wärmeübertragung

TM34 = 0.5*(T3+T4)

FK2=(1-.0005*(TM34N-T34N))*(M3/M3N)**EX34

1 / KN = 1/ AL34N

1 / K = 1/(AL34N*FK2)

KA/KAN = K/KN

Verwendete Physik

Gleichungen

Alle Betriebsfälle

wenn FDP12RN=relativ, dann {DP12N=P1*DP12RN} sonst {DP12N=DP12RN}

wenn FDP34RN=relativ, dann {DP34N=P3*DP34RN} sonst {DP34N=DP34RN}

Auslegungsfall (Simulationsflag: GLOBAL=Auslegungsfall UND FMODE=Auslegungsfall)

Bedingung: FFLOW=Gegenstrom

PH8=PH6=P5=P2=P1
T2=T5=TH6=TH8=fsat(P1)
T1= T2-TAPPN
H1=f(P1,T1)
H2=fsat(P2,T2,X=1)
H5=fsat(P5,T5,X=0)

SH6 = f(PH6,TH6)
PH7=PH6+DP12N
SH7 = f(PH7,SH6)
DHS = f(SH7, H6)
DH = DHS/ETAIN
HH7 = HH6 + DH
TH7 = f(PH7,HH7)

P4 = P3 - DP34N
T4=TH7+PINPN
H4=f(P4,T4)
M4=M3
Q3=M3*H3
Q4=M4*H4
QN= Q3-Q4
Q87=(Q3-Q4) *(1-DQLR)

Bestimmung von M2 und QPUM

{
M2*H2-M1*H1+M5*H5-QPUM=Q87
M1=M2+M5
QPUM= DH*MH6
MH6 = M2*CN
}

M2=(Q87-M5*(H5-H1) ) / (H2-H1-CN*DH)

MH8=MH7=MH6

QPUM= DH*MH6
QH7=MH7*HH7
}

DTLO = T4 TH7 (für FFLOW=Gegenstrom)
DTUP = T3 TH8 (für FFLOW=Gegenstrom)

LMTD = (DTUP - DTLO)/(ln(DTUP) - ln(DTLO))
KAN = DQ/LMTD
KAN*LMTD = MH8*HH8 MH7*HH7
KAN*LMTD = (M3*H3 - M4*H4)*(1 - DQLR)

Teillastfall (Simulationsflag: GLOBAL=Teillastfall oder FMODE=Teillastfall)

TOL = 0.00001

wenn FVOL= ohne, dann {

F1 = (M1/M1N) ** 2
wenn FMODE=1, dann F1=1.0

F3   = (M3/M3N) ** 2'
wenn FMODE=1,    dann F3=1.0
}

wenn FVOL= mit, dann {

F1    = V1/V1N*(M1/M1N) ** 2
wenn FMODE=1 dann F1=1.0

F3    = V3/V3N*(M3/M3N) ** 2
wenn FMODE=1,   dann F3=1.0
}

PH8=PH6=P5=P2=P1
T2=T5=TH6=TH8=fsat(P1)
T1=f(P1,H1)
H2=fsat(P2,T2,X=1)
H5=fsat(P5,T5,X=0)

SH6 = f(PH6,TH6)
PH7=PH6+DP12N*F1
SH7 = f(PH7,SH6)
DHS = H7S H6
DH = DHS/ETAI
HH7 = HH6 + DH
TH7 = f(PH7,HH7)

P4 = P3 - DP34N*F2
M4=M3

wenn FMODE = Teillast, Verwendung KAN und Kennlinie, dann {
Markierung1
TM34 = 0.5*(T3+T4)
FK2=(1-.0005*(TM34N-T34N))*(M3/M3N)**EX34

KN = 1/ AL34N
K = 1/(AL34N*FK2)
}

wenn FMODE = Teillast: Verwendung KAN, keine Kennlinie,
dann { K = KN}

KA=KAN*K/KN

Iteration1 {
H4 = (Q3 Q87/(1-DQLR) )/M4
T4 = f(P4,H4)

DTLO = T4 TH7 (für FFLOW=Gegenstrom)
DTUP = T3 TH8 (für FFLOW=Gegenstrom)

DTLO = T4 TH8 (für FFLOW=Gleichstrom)
DTUP = T3 TH7 (für FFLOW=Gleichstrom)

LMTD = (DTUP - DTLO)/(ln(DTUP) - ln(DTLO))

QQ = KA * LMTD
DQQ_1 = DQQ
DQQ = Q87 - QQ

regula - falsi Methode {
    Größe = (Q87 Q87_1)/(DQQ - DQQ_1)
    für Iterationsschritt 1: Größe des letzten globalen Iterationsschritts
    Q87X = Q87 - DQQ * Größe
    Q87_1 = Q87
    Q87   = Q87X
}

DQ = |DQQ /((Q87+QQ)*.5)|
wenn DQ < TOL, dann Iterationsende 1
sonst Fortsetzung der Iteration
}

KA*LMTD = MH8*HH8 MH7*HH7
KA*LMTD = (M3*H3 - M4*H4)*(1 DQLR)

Für FMODE= Teillast, Verwendung KAN und Kennlinie gehe zu mark1 bis Konvergenz erreicht

Bestimmung von M2 und QPUM

{
M2*H2-M1*H1+M5*H5-QPUM=Q87
M1=M2+M5
QPUM= DH*MH6
MH6 = M2*CN
}

M2=(Q87-M5*(H5-H1) ) / (H2-H1-CN*DH)

M1=M2+M5
MH6 = M2*CN
QPUM= DH*M6
MH7=MH6
QH7=MH7*HH7

Ergebnisse

Performanz	Kurzname	Dimension
An kalten Strom abgegebene Wärme (einschließlich Pumpenwärme)	Q21	kW
Übertragene Wärmemenge	QT	kW
Vom warmen Strom abgegebene Wärme	Q34	kW
Gütegrad für Wärmeübergang	RPFHX	-
Wärmeübertragung
Wärmeübertragungskoeffizient * Fläche	KA	kW/K
Wärmeübergangskoeffizient	K	W/m2K
Wärmeübertragungsfläche	A	m2
Mittlere logarithm. Temperaturdifferenz	DTM	K
Untere Grädigkeit	DTLO	K
Obere Grädigkeit	DTUP	K
Alphazahl 34	AL34	W/m2K
Gemäß komponentenspezifischen Teillastverhalten berechnetes KA	KACL	kW/K
Berechnete Effektivität (= tatsächlich übertragene Wärme zu theoretischem Maximum bei unendlicher Fläche	REFF	-
Teillast
Relativer Massenstrom (Verhältnis der aktuellen Dampfproduktion zur Dampfproduktion im Auslegungsfall)	M2M2N	-
Bezogener Abgasmassenstrom warme Seite (Verhältnis des aktuellen Abgasmassenstroms zum Abgasmassenstrom im Auslegungsfall)	M3M3N	-
Sonstige Ergebnisse		-
Leistungsbedarf der Umwälzpumpe	QPUMP	kW
Volumenstrom am kalten Eintritt	VM1	m3/s
Volumenstrom am warmen Eintritt	VM3	m3/s
Dampfgehalt am Austritt kalte Seite	X2	-
Wärmeübertragung zum Strom 12 bis zum Zwischenpunkt	Q12IP	kW
Temperatur bei Strom 12 am Zwischenpunkt	T12IP	°C
Temperaturdifferenz zwischen Strom 34 und Strom 12 am Zwischenpunkt	DTIP	K
Ergebnis für ADAPT / EADAPT	RADAPT	-
Salzwasserenthalpie oder max (HSAT, H1)	HLS	kJ/kg
Siedetemperatur	TSAT	°C
Taupunkttemperatur	TDEW	°C
Siededruck	PSAT	bar
Salzwasserentropie oder max (SSAT, S1)	SLS	kJ/kgK

Bauteilform

Form 1 oder 2 soll bei Zwangsumlauf genutzt werden, Form 3, 4 oder 5 bei Naturumlauf.

	Form 1		Form 2
	Form 3		Form 4
	Form 5

Beispiel

Klicken Sie hier >> Bauteil 70 Demo << um ein Beispiel zu laden.

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