Stoffwerte-Tafeln Werkzeug

Das Stoffwerte-Tafeln-Werkzeug ist geeignet, thermodynamische Eigenschaften einzusehen. Es erlaubt die Benutzung der Stofftabellen von EBSILON, ohne eine Berechnung durchzuführen. Auf das Werkzeug kann zugegriffen werden entweder durch

den Menübefehl ”ExtrasàWerkzeugeàStoffwerte-Tafeln...”

Dabei wird der Stofftabellen Dialog leer geöffnet.

den Menübefehl ”ExtrasàWerkzeugeàStoffwerte-Tafeln für ein Objekt”

Dieser Befehl verändert das Aussehen des Cursors zu einer Welle. Wenn der Cursor über eine Leitung oder einen Eingabewert (Bauteil 33) bewegt wird, erhält dieser ein zusätzliches Ausrufezeichen und mit einem Mausklick kann der zugehörige Stoffwerte Dialog geöffnet werden. Dieser ist mit den Werten der zugehörigen Leitung oder des Eingabewerts gefüllt.

das Icon

Das Anklicken dieses Icons hat den gleichen Effekt wie der Menübefehl ”ExtrasàWerkzeugeàStoffwerte-Tafeln für ein Objekt”.

Es sind alle in Ebsilon integrierten Stoffwerte-Tafeln verfügbar - auch die Eigenschaften der Feststoffe, die z. B. als Material für wärmetauscher anwählbar sind.

Im Dialog sind auch Bulk-Property-Aufrufe enthalten (dazu in der Funktionsliste nach oben scrollen (!), um dorthin zu gelangen). Im Beispiel unten ist die Bulk-Ausgabe für Wasser bei s=3 kJ/kgK und h=1233 kJ/kg gezeigt:

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Water/Steam Library: Water - Industry Formulation IAPWS-IF97
Table Type: Water/steam table
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                            Entropy [kJ/kgK]      3.0                 [Input]
                  Specific enthalpy [kJ/kg]       1233.0              [Input]
                           Pressure [bar]         325.53304876537061
                        Temperature [°C]          280.75994717004733
                     Phase fraction [kg/kg]       0.0
                            Density [kg/m³]       784.91827100626949
                    Specific volume [m³/kg]       0.0012740179926223332
  Specific heat capacity (per mass) [kJ/kgK]      4.8167397141945285
   Isochoric specific heat capacity [kJ/kgK]      3.0559831546107517
               Thermal conductivity [W/mK]        0.6130426379762719
                Isentropic exponent [-]           32.817752929946309
                     Speed of sound [m/s]         1166.6477399806665
                  Dynamic viscosity [kg/ms]       0.00010103708484246724
                Kinematic viscosity [m²/s]        1.2872306401141247e-07
                     Prandtl number [-]           0.79385887541804356
                Thermal diffusivity [m²/s]        1.6214854805726941e-07
             Compressibility factor [-]           0.16223154746278828

Im ”Typ” Bereich wird spezifiziert,

welche Wasser-Dampf-Formulierung verwendet wird. EBSILON bietet IFC-67 und IAPWS-IF97
die verwendete Tafel, z.B. der Fluidtyp. verschiedene Berechnungsregeln für Wasser-Dampf, Luft/Rauchgas, (Brenn-) Gas, Rohgas, Öl, Kohle oder ein Anwender-definiertes Fluid.
die zu berechnende Funktion. Diese ist auf die Funktionen der Stofftabellen beschränkt, die in EBSILON^®Professional verwendet werden. Die Verfügbarkeit von Funktionen hängt von der Auswahl der Tabelle ab.

Als Einheitensystem wird hier das genutzt, das in Allgemeines Einstellungen-->Internationale Einstellungen-->Einheitensystem angewählt ist.

Die wichtigsten der verfügbare Funktionen sind:

für Wasser/Dampf:

Isobare spezifische Wärmekapazität cp = f ( p , h )
Spezifische Enthalpie h = f ( p , t ) - diese Funktion berechnet h’ (h von Wasser) im Nassdampfbereich
Spezifische Enthalpie Siedewasser h' = f ( p_sat )
Spezifische Enthalpie von Sattdampf h = f ( p_sat )
Spezifische Enthalpie h = f ( p , s )
Sattdampfdruck p_sat = f ( h' )
Sattdampfdruck p_sat = f ( s )
Sattdampfdruck p_sat = f ( t_sat )
Spezifische Entropie s = f ( p , h )
Spezifische Entropie s = f ( p , t ) - diese Funktion gibt s’ (s von Wasser) im Nassdampfbereich
Temperatur t = f ( p , h )
Temperatur t = f ( p , s )
Sattdampftemperatur t_sat = f ( p_sat )
Spezifisches Volumen v = f ( p , h )
Spezifisches Volumen v = f ( p , t ) - diese Funktion gibt v’ (v von Wasser) im Nassdampfbereich zurück
Qualität (Dampfgehalt) x = f ( p , h )

Spline-basierte Berechnungen - Stoffdaten von Wasser / Dampf

Es besteht die Möglichkeit, die Eigenschaften von Wasser/Dampf auf Basis von Splines zu berechnen. Hierzu steht die ebenfalls an der Hochschule Zittau/Görlitz entwickelte LibSBTL
zur Verfügung. Um diese Bibliothek zu verwenden, ist in den Modelleinstellungen unter Simulation / Stoffdaten als Dampftafel „IAPWS-97 (SBTL)“ einzustellen.

für Luft/Rauchgas, Gas, Rohgas:

Isobare spezifische Wärmekapazität cp = f ( p , h )
Isobare spezifische Wärmekapazität cp = f ( p , t )
Spezifische Enthalpie h = f ( p , s )
Spezifische Enthalpie h = f ( p , t )
Spezifische Entropie s = f ( p , h )
Spezifische Entropie s = f ( p , t )
Temperatur t = f ( p , h )
Temperatur t = f ( p , s )
Spezifisches Volumen v = f ( p , t )
Anteil von Wasser x_H2OL = f ( p , t )
Sattdampfanteil. x_sat = f ( p , t )
Molgewicht mg
Unterer Heizwert NCV
Volumenverhältnis zu Massenverhältnis
Massenverhältnis zu Volumenverhältnis

für Kohle, Öl und anwenderdefiniertes Fluid:

Isobare spezifische Wärmekapazität cp = f ( p , h )
Isobare Wärmekapazität cp = f ( p , t )
Spezifische Enthalpie h = f ( p , t )
Temperatur t = f ( p , h )
Unterer Heizwert NCV

Abhängig von der selektierten Funktion ändert sich die Bedeutung der (bis zu zwei) Eingabefelder und der Ergebnisfelder. In den Eingabefeldern sind die Eingabeparameter für die Funktion spezifiziert, z.B. Druck und Temperatur für die Funktion h = f (p,t). Beachten Sie, dass einige Funktionen keine Eingabewerte (z.B. Berechnung des Heizwerts (NCV) benötigen. Das Ergebnisfeld enthält das Ergebnis der Berechnung nach Klicken auf die ”Rechnen” Schaltfläche. Zusätzlich werden die Funktion und die Eingabe und Ergebniswerte im Block unten aufgeführt.

Wenn eine Tabelle selektiert ist, erfordert das die Eingabe der Stoffzusammensetzung, die obere rechte Ecke des Stofftabellenfensters zeigt zwei Felder für die Vorgabe der Zusammensetzung. Die Nutzung dieses Felds ist ähnlich der Definition von Stoffeigenschaften für Bauteil 1 und 33. Der einzige Unterschied ist, dass das Feld ”NCV Referenz Temperatur” editierbar ist. Beachten Sie, dass eine Änderung im Stofftabellenwerkzeug nicht auf die Schaltung übertragen wird.

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