II.3.2.1 Isotherme Zustandsaenderung TEMP I
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Es kann in der 2. Zeile stehen -und dann heisst diese ZEILE 2 auch TEMP I
Isothermer Betrieb; Drahtnetz -Waermetauscher Masse= 0. Gramm,F=0.00 ZEILE 2 +++ +++++++ ++++
=============== oder es kann für ZEILE 2 stehen ========================================
Isothermer Betrieb, Beregnungsstrom= 0.Liter/s DELTAT=5.0 K,DELTAP=0.4 ZEILE 2 +++ ++++ ++++==================================================================================
=============== oder es kann für ZEILE 2 stehen (Siehe obiges Eingabebeispiel)=================
Isothermer Betrieb, Beregnungsstrom= 1.Liter/s DELTAT=0.0 K,DELTAP=0.2 ZEILE 2 +++ +++ ++++ ++++ Duesen:Anzahl, Durchm.: NDUe= 150,DDUe= 0.2 cm; NDUc= 140,DDUc= 0.2 cm ZEILE2 I ++++ ++++ ++++ ++++ Duesen: Oberflaechenfaktor OFRE=1.5, OFRC=1.5, dQverlust= 50. Watt ZEILE2II +++ +++ +++++==================================================================================
Am 1. Wort dieser Zeile erkennt das Programm diese Betriebsart
Diese Eingabe bedeutet zunaechst:
"Isothermer" Waermeuebergang im Expansionszylinder ausgehend von der -spaeter einzulesenden - Temperatur "TH" im Expansionszylinder (siehe in II.3.3) und isothermer Waermeuebergang ausgehend von der Temperatur "TK" im Kompressionszylinder.
"Drahtnetz Waermetauscher Masse= 0.0 Gramm" bedeutet: Berechnung des isothermen Waermeuebergangs bei den Temperaturen "TH" und "TK" "Drahtnetz Waermetauscher Masse= > 0 Gramm" bedeutet fuer die doppelt und 4-fach wirkende Maschine (NZYL=2 oder NZYL=4): Waermeuebergang an das Arbeitsgas ueber Metallspaene oder ein spiralfoermig gewickeltes Drahtnetz im Gasraum. Diese Metallmasse wird bei jedem Kolbenhub von der Arbeitsfluessigkeit benetzt und dadurch erwaermt, (bzw. gekuehlt). Dem Gas bietet sich somit eine grosse Waerme- austauschoberflaeche. Die Arbeitsfluessigkeit selbst wird extern erwaermt bzw. gekuehlt. Mit der Masse des Drahtnetz Waermetauschers werden naeherungs- weise Temperaturverluste DELTAT_h und DELTAT_k berechnet. "F" : ist ein Korrekturfakor < 1 fuer eine Vorausberechnung des Waerme- uebergangs, der mit der spez. Waermekapazitaet der Drahtnetzmasse erreicht werden kann (Erfahrungswert fuer "F" z.B. F=0.50): Mit den Werten fuer "Masse" des Drahtnetz-Waermetauschers in Gramm und "F" und den spaeter einzulesenden Werten fuer: "TH,TK,P0,DH,DK,R" wird naeherungsweise vorab dieser Waermeuebergang berechnet; (Siehe hierzu den ausfuehrlichen Bericht ueber die Berechnung dieser Maschine) Aus diesem so errechneten Waermeuebergang resultieren Temperaturver- luste: Es ergibt sich ein "THneu" < "TH" und ein "TKneu" > "TK". Der Waermeubergang fuer die weitere Rechnung bleibt isotherm; jetzt aber mit "THneu", "TKneu". Der Berechnung dieser Temperaturverluste liegt folgender Gedanken- gang zu grunde: DELTAT = Q_max / (cp * Drahtmasse) DELTAT_h = TH - THneu bzw. DELTAT_k = TKneu - TK Die maximal an das Gas zu uebertragende Energie "QZUMAX" (oder wegzukuehlende Energie "QABMAX") kann vorab naeherungsweise folgendermassen bestimmt werden: "QZUMAX" ist ca. "Q_ideale_isotherme_Expansionsarbeit bei "TH" * F" "QZUMAX" = P0 * V0 / T0 * TH * ln(Vmax/Vmin) * F / 10. "QABMAX" ist ca. "Q_ideale_isotherme_Kompressionsarbeit bei "TK" * F" "QABMAX" = P0 * V0 / T0 * TK * ln(Vmax/Vmin) * F / 10. Mit der Masse und der spez. Waerme des Metalls -hier "cp" von Stahl- errechnen sich die Temperaturdifferenzen. Die isotherme Weiterrechnung des ganzen Prozesses erfolgt also jetzt bei reduzierter Temperatur "THneu" < TH, bzw. bei erhoehter Temperatur "TKneu" > TK.=========== oder als 2. Moeglichkeit eines Isothermen Betriebes kann geschrieben werden ========
Isothermer Betrieb, Beregnungsstrom= 0.Liter/s DELTAT=5.0 K,DELTAP=0.4 ZEILE 2 +++ ++++ ++++ In dieser Zeile muss " Beregnungsstrom= 0. Liter/s " so geschrieben bleiben.
In einer weiteren Ausbaustufe des Programms -siehe unten- werden mit diesem Wert die -dann auch variablen- Temperaturen "TE" und "TC" berechnet, wenn mit einem konstanten Einspritz Volumen Strom das Arbeitsgas in den Zylindern mit der Temperatur "TH" bzw. mit "TK" beregnet wird. Eingabe der Temperaturen "TH" und "TK" siehe Beschreibung der Eingabezeile ZEILE 4 in Kapitel II.3.3.
Mit obiger 2. Eingabezeile koennen mit einem abzuschaetzenden Temperaturgradienten DELTAT die Temperaturen im Expansions- und Kompressionszylinder und die Beregnungs Volumenstroeme bestimmt werden;
mit "DELTAT= n K" gibt man den -konstanten(!)- Temperaturverlust an, der entsteht, wenn das Arbeitsgas mit der Temperatur "TH" bzw. mit "TK" beregnet wird. Es wird isotherm weiterge- rechnet mit den Temperaturen "THneu" = TH - DELTAT "TKneu" = TK + DELTAT Ueber "DELTAT" wird mit Bezug auf die zuzufuehrende Energie d_QZU bei "THneu" ein Beregnungs Volumenstrom "DVLQH1" und mit Bezug auf die abzufuehrende Energie d_QAB bei "TKneu" ein Beregnungs Volumenstrom "DVLQC1" errechnet. Bei "DELTAT=0." werden diese Beregnungsvolumenstroeme nicht errechnet, es bleibt dann die isotherme Berechnung mit: "TE" = TH "TC" = TK Der Variablenname fuer die Kurbelwinkel bezogene Temperatur im Expansionszylinder ist "TE". Die Temperatur im Kompressionszylinder heisst "TC". Im isothermen Betrieb mit obigen Moeglichkeiten wird mit "TE" = "THneu" bzw ="TH"und "TC" = "TKneu" bzw ="TK"gerechnet. Mit "DELTAP" wird der Druckverlust einer Einspritzpumpe angegeben Mit "DELTAP" kann dann die mittlere Foerderleistung der Einspritz- pumpen berechnet werden. Leistung "PPUMPH" fuer die heissen, "PPUMPC" fuer die kalten Einspritzpumen. Siehe auch Kapitel: III.4.4
Mit der 3 zeiligen Eingabe für
=============== ZEILE 2 :============================================================
Isothermer Betrieb, Beregnungsstrom= 1.Liter/s DELTAT=0.0 K,DELTAP=0.2 ZEILE 2 +++ +++ ++++ ++++ Duesen:Anzahl, Durchm.: NDUe= 150,DDUe= 0.2 cm; NDUc= 140,DDUc= 0.2 cm ZEILE2 I ++++ ++++ ++++ ++++ Duesen: Oberflaechenfaktor OFRE=1.5, OFRC=1.5, dQverlust= 50. Watt ZEILE2II +++ +++ +++++==================================================================================
werden die -dann auch variablen- Temperaturen "TE" und "TC"
berechnet, wenn mit dem konstanten Einspritzberegnungs - Volumenstrom das Arbeitsgas
mit der Temperatur "TH" im Expansionszylinder bzw. mit "TK"
im Kompressionszylinder beregnet wird.
Dafür sind Angaben über die Einspritzdüsen nötig:
In ZEILE 2 I
Duesen:Anzahl, Durchm.: NDUe= 150,DDUe= 0.2 cm; NDUc= 140,DDUc= 0.2 cm ZEILE 2 Iwerden mit NDUe und NDUc die Anzahl der Düsenlöcher für die Einspritzung in den "NDUe" - Expansions- bzw in den "NDUc" - Kompressionszylinder angegeben.
Mit der ZEILE 2 II
Duesen: Oberflaechenfaktor OFRE=1.5, OFRC=1.5, dQverlust= 50. Watt ZEILE2IIwird berücksichtigt, daß die Oberfläche der Einspritzstrahlen durch Verwirbelung und Tröpfchenbildung vergrößert wird. Man schätzt Oberflächenfaktoren für die Einspritzstrahlen: "OFRE" für die Einspritzstrahlen im Expansionszylinder und "OFRC" für die Einspritzstrahlen im Kompressionszylinder, mit denen die Oberfläche des glatten Strahls -errechnet mit den Durchmessern DDUe bzw DDUC- multipliziert wird.
Für diese Berechnung von variablen Temperaturen geht das Programm davon aus, daß mit der Arbeitsfluessigkeit beregnet wird. Die Einspritztemperatur im Expansionszylinder ist TW1E = TH und die Einspritztemperatur im Kompressionszylinder ist TW1C = TK. Berechnet werden auch die Austrittstemperaturen der Arbeitsfluessigkeit: Im Expansionszylinder ist dies TW2E und im Kompressionszylinder ist dies TW2C. Siehe dazu auch Kapitel: III.2.1 und III.2.2
Für diese Berechnung von variablen Temperaturen kann in ZEILE 7 auch das Schlüsselwort "dampf" angegeben werden, wenn das Arbeitsfluid aus Gas + Wasserdampf bestehen soll, wenn also die Arbeitsfluessigkeit Wasser ist:
L/R= 0.0, Regeln ab 9.0 in 0.5sek;RVE= 0.0 %,RVC= 0.0 %, Gas=xx,Dampf ZEILE 7
siehe dazu die Beschreibung der Eingabezeilen 3- 9 unter II.3.3.
Mit "DELTAP" wird auch hier der Druckverlust einer Einspritzpumpe angegeben Mit "DELTAP" kann dann die mittlere Foerderleistung der Einspritz- pumpen berechnet werden. Leistung "PPUMPH" fuer die heissen, "PPUMPC" fuer die kalten Einspritzpumen. Siehe auch Kapitel: III.4.4
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