EBSILON®Professional Online Dokumentation
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Leitungsanschlüsse |
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Hauptkondensateintritt |
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Speisewasseraustritt |
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Heizdampfeintritt |
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Nebenkondensateintritt (ohne Drossel) |
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Brüdenmassenverlust (Entlüftung) |
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Mittlerer flüssiger Volumenanteil (Flüssigkeitslevel) während des Zeitschritts |
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Allgemeines Vorgabewerte Verwendete Physik Bauteilform Beispiel
Mit diesem Bauteil kann ein Entgaser modelliert werden. Eine detailliertere Option für einen Entgaser ist in Bauteil 63 verfügbar.
Wenn Brüdenverluste (Entlüftung) berücksichtigt werden sollen, ist zu beachten, dass dies Wasserverluste sind, die in geeigneter Menge und an geeigneter Stelle dem System als Zusatzwasser wieder zugeführt werden müssen (sonst liegt kein stationärer Zustand vor). Dies kann sehr einfach mit einem Signalübertrager vorgenommen werden, indem die Menge an Brüden erfasst und auf den Zusatzwasseranschluss übertragen wird.
Mit dem neuen Vorgabewert DP32F kann ein fester (d.h. von der Last unabhängiger) Anteil des Druckverlusts definiert werden. Dieser dient zur Berücksichtigung der Füllhöhe: Da der Dampf unterhalb der Wasseroberfläche eingebracht wird, ergibt sich zwischen dem Druck des Wasserdampfes im Behälter und dem Druck des einströmenden Dampfes eine Druckdifferenz, die nicht vom Massenstrom, sondern nur vom Füllstand abhängt.
Der Druckabfall kann auch über eine Kernelexpression angepasst werden.
Das Bauteil 9 ermöglicht auch die Modellierung der Speisewasserbehälters mit Entgaser im transienten Fall. Dazu kann der Schalter FINST verwendet werden. Es wird ein thermodynamisches Gleichgewicht zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase angenommen.
Für die transiente Berechnung ist die Spezifikation der geometrischen Details des Bauteils erforderlich. Aus geometrischen Angaben wird das Mediumvolumen, Wandspeichermasse und Austauschfläche zwischen Wand und Fluid berechnet. Die Eigenschaften des Wand-Werkstoffs wie Dichte, Wärmeleitfähigkeit, Wärmekapazität können entweder aus der hinterlegten Bibliothek (Schalter FMAT) oder vom Benutzer vorgegeben werden.
Der Wärmeaustausch zwischen dem Medium und der Behälter-Wand bzw. Temperaturentwicklung in der Behälter-Wand in der Zeit werden auch berücksichtigt. Hierzu werden identischen Algorithmen wie im Bauteil 119 verwendet. 2 Verfahren stehen im Bauteil 9 zur Berechnung der Wandtemperatur zur Verfügung. Analog zum Bauteil 119 wird bei FALGINST=1 die Gleichung (2.3) mit dem Crank-Nicolson-Algorithmus numerisch gelöst. Bei FALGINST=4 wird dagegen das Kombinierte analytische und numerische Modell für die Berechnung der Wandtemperatur verwendet.
Für die Berechnung des inneren Wärmeübertragungskoeffizienten (ALPHI) hat der Benutzer die Wahl zwischen den in VDI Wärmeatlas verfügbaren Formeln für die freie Konvektion und eigenen Angaben, auch z.B. in Form einer Benutzer-Funktion (EALPHI).
Die transiente Massenbilanz berücksichtigt eine Füllstandänderung des Behälters während des Zeitschritts. Bei der Massenbilanz kann der Benutzer mit dem Schalter FSPIN unterscheiden zwischen der
entscheiden. Der berechnete Füllstand wird als Volumenanteil der flüssigen Phase im Gesamtvolumen des Behälters am Anschluss 6 als Massenstrom M6 ausgegeben.
Hinweise:
Brüden-Verluste:
Die Brüden-Verluste können jetzt wahlweise über den Vorgabewert M5 (wie bisher) vorgegeben werden oder von außen auf der Leitung gesetzt werden. Die Umschaltung zwischen beiden den Berechnungsmodi geschieht mit dem Schalter FM5.
Externe Vorgabe des Druckes des Nebenkondensats:
Bisher wurde der Druck des Nebenkondensats stets vom Speisewasserbehälter gesetzt, da sich das Nebenkondensat auf dem gleichen Druckniveau befindet wie das Speisewasser am Austritt. Bei Modellierung war es deshalb notwendig, auf der Nebenkondensatleitung ein Regelventil oder einen Kondensomaten einzubauen, um den Druck auf das Kondensatorniveau herabzusetzen.
Modus „P4 von außen gegeben":
Zur Vereinfachung der Modellierung gibt es jetzt einen Modus „P4 von außen gegeben“, der mit dem Schalter FP4 eingestellt werden kann. Dieser Modus ermöglicht, am Anschluss 4 eine Leitung mit einem höheren Druck anzuschließen. Innerhalb des Speisewasserbehälters wird das Nebenkondensat dann auf den Kondensatordruck abgesenkt. Das Ergebnis ist dasselbe wie bei einem externen Regelventil.
Der neue Modus ist jetzt die Standardeinstellung für neu eingefügte Bauteile. Bei vorhandenen Schaltungen wird FP4 auf „P4=P2“ gestellt.
| FINST |
Instationaritätsmodus 0: instationäre Lösung (Zeitreihe oder Einzelberechnung) 1: immer stationäre Lösung |
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Stationäre Berechnung |
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DP32N |
Druckverlust des Heizdampfes durch Strömung (nominal) |
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DP32F |
Druckabfall Heizdampf (durch Füllhöhe) |
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FP4 |
Drosselung des Nebenkondensats = 0: Keine Drosselung (P4=P2) |
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FM5 |
Methode zur Vorgabe des Brüdendampfes M5 = 0: Vorgabewert M5 verwenden |
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M5 |
Brüdenmassenverlust Hinweis: Falls der hier eingetragene Wert größer als 5% der Wasserzuführungen ist, wird der Brüden-Massenstrom auf 5% begrenzt. |
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FEDP |
Schalter zur Verwendung von EDP (nur für Teillast) =0: nicht verwendet =1: Korrektur: DP32=DP32F+DP32N*(M3/M3N)**2*EDP =2: Ersatz: DP32=DP32F+DP32N*EDP |
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EDP |
Druckverlustfunktion function evalexpr:REAL; |
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FMODE |
Schalter für Berechnungsmodus = 0: global = 1: lokale Teillast = -1: lokale Auslegung |
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FSPEC |
Behandlung eines eventuell vorhandenen Dampfanteils im Speisewasser = 0: Ausgabe einer Fehlermeldung (Normalfall), Brüdenverlust bleibt wie bei M5 angegeben = 1: Dampfanteil wird als Brüdendampf über Leitung 5 abgeschieden. Bei dieser Vorgabe wird mindestens der in M5 spezifizierte Brüden-Dampf abgezogen, bei Bedarf auch mehr. =-11: Nur Massen- und Energiebilanzen betrachten = 11: Nur Massen- und Energiebilanzen und H4=H' betrachten |
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M3N |
Heizdampfmassenstrom (nominal) |
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Instationäre Berechnung |
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| FINIT |
Anfangszustand =0: GLOBAL =1: Erster Durchlauf =2: Folgedurchlauf |
| FALGINST |
Algorithmus für instationäre Rechnung =1: Crank-Nicolson-Algorithmus |
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Physikalische Dimensionen |
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| FGEOM |
Geometrie-Konfigurations-Details =0: Nur Speicherbehälter =1: Speicherbehälter mit Entgaserkopf |
| DIAMT | Innendurchmesser Speichertank |
| LENGT | Länge Speichertank |
| THWALLT | Wandstärke Speichertank |
| DIAMD | Innendurchmesser Entgaserkopf |
| LENGD | Länge Entgaserkopf |
| THWALLD | Wandstärke Entgaserkopf |
| THISO | Dicke der Isolierung |
| MRINPART | Verhältnis der inneren Teile zur Wandmasse |
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Materialeigenschaften |
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| FMAT |
Materialkennzahl, siehe Stahlsorten =-1 : Eigenschaften berechnet aus Kernelexpression ERHO, ELAM, ECP |
| ERHO | Funktion für Dichte des Materials |
| ELAM | Funktion für Wärmeleitfähigkeit des Materials |
| ECP | Funktion für Wärmekapazität des Materials |
| LAMISO | Wärmeleitfähigkeit Isolierung |
| FTTI |
Schalter zur Interpolation der temperaturabhängigen Kenngrößen für die Stoffwerte CP, LAM, RHO =0: Temperatur am Ende des Zeitschrittes |
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Kontrollparameter für Transienten |
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| FTSTEPS |
Art der Vorgabe des Zeitschritts der zeitlichen Diskretisierung (Unterzeitschritt) =1: gemäß TISTEP |
| ISUBMAX | Maximale Anzahl der internen Iterationsschritte bei der Initialisierung |
| IERRMAX | Maximal erlaubter Fehler bei Initialisierungsrechnung |
| TISTEP | Interner (Unter-)Zeitschritt |
| FFREQ |
Häufigkeit instationärer Berechnungen 1: In jedem Iterationsschritt |
| NRAD | Anzahl der Punkte in wand-normaler Richtung (max. 30) |
| FSPIN |
Instationärer Bilanzberechnungsmodus 0: Flüssigkeitslevel gegeben, Massenströme berechnet 1: M1 gegeben, Flüssigkeitslevel berechnet 2: alle Massenströme (M1, M2, M3...) gegeben, Entgaserdruck (P2 und P3) und Flüssigkeitslevel berechnet |
| WF | Mittlerer flüssiger Volumenanteil (Flüssigkeitslevel) während des Zeitschritts |
| WFMIN | Mindest-Flüssigkeitslevel |
| WFMAX | Höchst-Flüssigkeitslevel |
| FALPHI |
Ermittlung von alpha innen 0: Gemäß Formel VDI Wärmeatlas Auflage 11 Kapitel F3 (Freie Konvektion) 1: aus konstantem Wert APLHI 2: aus Funktion EALPHI |
| ALPHI | Innerer Wärmeübergangskoeffizient (zum Fluid) |
| EALPHI | Funktion für alpha innen |
| FALPHO |
Ermittlung von alpha außen 0: aus Vorgabewert ALPHO 1: aus Funktion EALPHO |
| ALPHO | Äußerer Wärmeübergangskoeffizient (zur Umgebung) |
| EALPHO | Funktion für alpha außen |
| TMIN | Untergrenze für Speichertemperatur |
| TMAX | Obergrenze für Speichertemperatur |
| FSTAMB |
Definition der Umgebungstemperatur 0: durch Vorgabewert TAMB 1: durch Referenztemperatur (Bauteil 46) definiert |
| TAMB | Umgebungstemperatur |
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Anfangsbedingungen |
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| FISTART | Vorgabe der Starttemperatur |
| TIMETOT0 | Gesamtzeit zu Beginn der Berechnung |
Die blau markierten Größen stellen Referenzgrößen für den Teillastmodus dar.
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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Stationäres Modell: Alle Betriebsfälle |
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Für den 1. Iterationsschritt gilt : M3 = M3N F = (M3/M3N) ** 2 Wenn GLOBAL=Nennlast, dann F=1.0 DP32 = DP32N * F P2 = P3 - DP32 (1) T2 = f'(P2) H2 = f (P2,T2) (5) M2 = M1 + M3 + M4 - M5 (8) Q2 = M2 * H2 P5 = P2 (2) P1 = P2 (3) P2 = P4 (4) T5 = T2 H5 = f"(T5) (6) Q5 = M5 * H5 M3 = ((M2*H2 - M1*H1 - M4*H4 + M5*H5))/H3 (9) |
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Stationäre Berechnungsergebnisse |
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DP32 |
Druckabfall |
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HSAT |
Sattdampfenthalpie |
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TSAT |
Siedetemperatur |
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PSAT |
Siededruck |
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SSAT |
Sattdampfentropie |
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Instationäre Berechnungsergebnisse |
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Instationäre Ergebnisse |
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TAVBEG |
Mittlere Temperatur des Speicher am Anfang des Zeitschritts |
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TAVEND |
Mittlere Temperatur des Speicher am Ende des Zeitschritts |
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QSTO |
Gespeicherte Energie während des Zeitschritts (Speicherwand und Fluid) |
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QAV |
Mittlerer Speicherenergiefluss im Zeitschritt (Speicherwand und Fluid) |
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QAVI |
Mittlerer Speicherenergiestrom vom Fluid zum Speicher |
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QAVO |
Mittlerer Speicherenergiestrom vom Speicher zur Umgebung |
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Wärmeübertragung |
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RALPHI |
Verwendeter innerer Wärmeübergangskoeffizient (zum Fluid) |
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RALPHO |
Verwendeter äußerer Wärmeübergangskoeffizient (zur Umgebung) |
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Masse und Volumen |
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RMSTO |
Verwendete Masse des Speichers |
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RVFLUID |
Verwendetes Strömungsvolumen des Fluids |
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MFLUID |
Masse des Fluids im Speicher |
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RWF |
Mittlerer flüssiger Volumenanteil (Flüssigkeitslevel) während des Zeitschritts |
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Sonstige Ergebnisse |
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RTAMB |
Verwendete Umgebungstemperatur |
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BIOT |
Biot-Zahl (dimensionslose Dicke) |
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FOUR |
Fourierzahl (dimensionslose Zeit) |
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TIMEINT |
Integrationszeit (gesamt) |
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TIMETOT |
Gesamtzeit am Ende der Berechnung |
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TIMESUB |
Integrationszeit (gesamt) |
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ISUB |
Anzahl der Unterzeitschritte |
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TISUBREC |
Empfohlene Zeitschrittweite |
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PREC |
Genauigkeitsindikator |
Spezifikations-Matrix MXTSTO und Ergebnis-Matrix RXTSTO
Die Matrix MXTSTO ist mit der Ergebnismatrix RXTSTO auf die gleiche Weise verknüpft wie die oben genannten Kennlinien und Ergebnisfelder. Die Verteilung der Werte im Speicher und den Fluiden wird in beiden Matrizen (Vorgabematrix MXTSTO für den Zeitschritt t-1 und Ergebnismatrix RXTSTO für den Zeitschritt t) abgelegt.
Aufbau der Matrizen siehe Matrizen bei BT 9.
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Form 1 |
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Form 2 |
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