Bauteil 75: Luftgekühlter Kondensator (mit Polynom)

Vorgaben

Leitungsanschlüsse
1	Lufteintritt
2	Luftaustritt
3	Dampfeintritt
4	Kondensat-Austritt
5	Lüfterleistung

Allgemeines Vorgabewerte Kennlinien Verwendete Physik Bauteilform Beispiel

Allgemeines

Bauteil 75 repräsentiert einen luftgekühlten Kondensator. Die Kondensatorperformance wird durch ein Polynom in Abhängigkeit von dem Kondensatordruck als Funktion der Umgebungstemperatur und der Kondensatorlast beschrieben. Das verwendete Polynom hat folgende Form:

ln(pcond)=A1 + A2 * TAir*CQ + A3*CQ + A4*TAir + B1*TAir² + B2*CQ² + B3* TAir*CQ² + B4* TAir²*CQ

mit

TAir [°K] Lufteintrittstemperatur
CQ [-] Lastverhältnis bezogen auf Kühlleistung/Kühlleistung (@100% Last)
pcond [bar] Gegendruck Dampfturbine.

Für die Modellierung mit Bauteil 75 sind spezifische Auslegungsdaten und Angaben des Lieferanten erforderlich um die Koeffizienten A1-A4 und B1-B4 bestimmen zu können. Es ist wichtig, die Koeffizienten unter Verwendung der oben genannten Variablen im gegebenen Satz von Maßeinheiten zu bestimmen.

Typische luftgekühlte Kondensatoren sind in A-Frame Zellen angeordnet mit einem Ventilatordurchmesser von 10m (33Ft) und mehreren Zellen pro Anordnung. Unabhängig von der gesamten Abmessung (Kühlleistung) des Luftkondensators, bleibt die Größe einer einzelnen Zelle konstant. Die Anpassung an verschiedene Anforderungen erfolgt durch die Anzahl der Zellen, die genutzt werden. Die Variation einer einzelnen Zelle für verschiedene Auslegungen bezieht sich auf die Rohr-Anordnung, die Rohrabmessungen und Rippen sowie den Auslegungsluftstrom. Diese Variation führt unglücklicherweise zu unterschiedlichen Verhaltensweise der Bauteile innerhalb der zu erwartenden Lastbereiche.
Aus diesem Grund ist es so wichtig die jeweiligen entsprechenden Lieferantendaten für ein speziell abgestimmtes Luftkondensatormodell zu verwenden.

Eine Anordnung mehrerer Zellen kann mit dem Bauteil 75 für eine Zelle und dem Bauteil 110 erfolgen. Die Vorgehensweise ist in den nachfolgenden Abbildungen dargestellt.

Eine Zelle vom Typ A-Frame

Ebsilon Modell für die Simulation einer Anordnung von Zellen.

In Tabelle 1 sind Eingabewerte für zwei typische Auslegungen dargestellt, welche für die Darstellung des Ist-Zustandes eines luftgekühlten Kondensators angenommen werden können. Design 1 ist charakterisiert durch eine große Last pro Einheit und einer Anordnung von fünf Zellen. Die gesamte Anlage arbeitet bei hohen Umgebungstemperaturen. Design 2 stellt eine Betriebseinheit mit einer Anordnung von 60 Zellen und daher einer vergleichsweise großen Kondensatorabmessung dar. Die einzelne Zelle ist durch eine mittlere Last, mit kleinerem Luftstrom und gemäßigten klimatischen Verhältnissen gekennzeichnet.

Auslegungsdaten je Zelle			Design 1	Design 2
Trockener Dampfstrom	M3	kg/s	5.850	3.663
DT- Abdampfdruck	P3	bar	0.257	0.060
Kühlleistung	QNULL	kW	13714.2	8182.2
Lufttemperatur	TFAG	°C	39	15
Lüfter-Antriebsleistung	PFAG	kW	115	57.67
Motorleistung		kW	150	75
Geschwindigkeit			1	1
Umgebungsdruck		bar	1.013	0.977
Luftstrom		m³/s	621.5	470.0
Geltungsbereich		°C / °C	3/50	10/40
Koeffizienten	A1	-	-10.5383	-20.52267
	A2	-	-0.035522	-0.072951
	A3	-	7.7276076	14.288614
	A4	-	0	0.0573392
	B1	-	8.10E-05	0
	B2	-	-0.888411	-1.459208
	B3	-	0.002581	0.0044909
	B4	-	4.8478E-05	9.7380E-05

Design 1: Darstellung der Übereinstimmung der Modell Ergebnisse mit den Lieferantendaten

Design 2: Darstellung der Übereinstimmung der Modell Ergebnisse mit den Lieferantendaten

Vorgabewerte

DTUK	Unterkühlung
QNUL	Freigesetzte Wärme bei 100% Last
PFAG	Lüfterleistung bei 100%
TFAG	Lufttemperatur bei 100% Last
FCHR	P3 Berechnung Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Verwendung Polynom ADAPT für ln(P3) =1: P3 gegeben (Polynom nicht verwendet)
FADAPT	Schalter für Anpassungspolynom ADAPT / Anpassungsfunktion EADAPT Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: nicht verwendet und nicht ausgewertet =1: Korrektur für P3 [P3 = (Polynom mit A1..B4) * (vom Anwender definiertes Polynom) ] =2: Berechnung von P3 [P3 = Anwenderdefiniertes Polynom ] =1000: nicht verwendet, aber ADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit) = -1: Korrektur für P3 [P3 = (Polynom mit A1..B4) * (Anpassungsfunktion) ] = -2: Berechnung von P3 [P3 = Anpassungsfunktion] = -1000: nicht verwendet, aber EADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit)
EADAPT	Anpassungsfunktion
A1	Koeffizient des Kennfeldes (s. Unterabschnitt Kennfeld)
A2	Koeffizient des Kennfeldes (s. Unterabschnitt Kennfeld)
A3	Koeffizient des Kennfeldes (s. Unterabschnitt Kennfeld)
A4	Koeffizient des Kennfeldes (s. Unterabschnitt Kennfeld)
B1	Koeffizient des Kennfeldes (s. Unterabschnitt Kennfeld)
B2	Koeffizient des Kennfeldes (s. Unterabschnitt Kennfeld)
B3	Koeffizient des Kennfeldes (s. Unterabschnitt Kennfeld)
B4	Koeffizient des Kennfeldes (s. Unterabschnitt Kennfeld)

Kennfeld

P3 =EXP[ A1 + A2*(T1K*CQ) + A3*CQ + A4*T1K +B1*T1K**2 + B2*CQ**2 + B3*(T1K*CQ**2)+B4*(T1K**2*CQ) ]

Verwendete Physik

Gleichungen

Alle Betriebsfälle

2 = M1                                                         (1)

M4 = M3                                                         (2)

P2 = P1                                                          (3)

CQ = M3*(H3-H4) / QNUL

T1K=T1+273.15     , T1K [Kelvin]

P3 =EXP[ A1 + A2*(T1K*CQ) + A3*CQ + A4*T1K
         +B1*T1K**2 + B2*CQ**2 + B3*(T1K*CQ**2)
         +B4*(T1K**2*CQ) ]                                 (4)


P4 = P3                                                          (5)

T4 = Tsat(P3) - DTUK                                       (6)

M1*(H2-H1) = M3*(H3-H4)                                (7)

berechnete Lüfterleistung:
Q5 = T1/TFAG * PFAG [Prüfung Einheit von T] (8)

Bauteilform

Form 1

Beispiel

Klicken Sie hier >> Bauteil 75 Demo << um ein Beispiel zu laden.

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