Modul TIME
Das Modul TIME bietet verschiedene Möglichkeiten, zeitlich veränderliche Wärmeübergangsprozesse zu berechnen. In Verbindung mit anderen Modulen unserer Software können Sie so flexibel verschiedenste technische Aufheiz- bzw. Abkühlprozesse berechnen.
Nach Start des Moduls stehen Ihnen vier Optionen zur Verfügung:
1. Unendliches Fluid
Diese sehr einfache Berechnung simuliert einen kleinen Körper, der in einer Umgebung mit konstanter Temperatur von einer Starttemperatur Tko auf die Temperatur Tk aufgeheizt bzw. abgekühlt wird. Voraussetzung ist, dass die Wärmeleitung im Körper so groß ist, dass die Temperatur überall annähernd gleich ist. Dieses Problem lässt sich mit Hilfe der Energiebilanz analytisch lösen.
Wie bei allen unseren Modulen können Sie jede beliebige Größe als Zielgröße verwenden, d.h. beispielsweise die Abkühlzeit, die Temperatur nach einer gegebenen Zeit, oder die notwendige Körperoberfläche bestimmen.
Ein Beispiel für diesen Fall ist die Abkühlung eines Bauteils oder Behälters in strömender Luft.
2. Endlich isoliertes Fluid
Hier wird ein kleiner Körper in einem endlichen Medium abgekühlt. Das Medium ändert während dem Prozess ebenfalls seine Temperatur. Auch hier wird von räumlich annähernd konstanter Temperatur im Körper ausgegangen. Die Grundlage dieser Berechnung ist ebenfalls die Energiebilanz.
Ein Beispiel dafür ist die Abkühlung eines Bauteils in einer kleinen Menge Wasser.
3. Beheizung/Abkühlung
Diese Option deckt viele reale Probleme ab. Dabei wird eine Masse mit einem kontinuierlichen Massenstrom beheizt bzw. gekühlt. Auch dieses Problem lässt sich analytisch beschreiben, wenn freie Konvektion vernachlässigt werden kann und die Temperatur im Körper überall gleich sind.
Die Eintrittstemperatur des Heiz- bzw. Kühlmediums ist konstant, die Austrittstemperatur ändert sich mit der Zeit. Auch die Austrittstemperatur am Ende des Heizprozesses wird angegeben.
Mit diesem Modul in Verbindung mit unseren Modulen aus dem Bereich Wärmeübertragung können Sie z.B. die Abkühlung eines Behälters mit aufgeschweißten Rohrschlangen, einem innenliegenden Rohrbündel o.ä. simulieren.
4. Transiente
Diese Option ist die flexibelste in diesem Modul. Dabei können zwei Bereiche mit unterschiedlichen Heiz-/Kühlmitteltemperaturen und Wärmeübergangskoeffizienten unterschieden werden. Auch der Wärmeübergangskoeffizient an die Umgebung im ungekühlten Bereich wird berücksichtigt. Die Temperaturabhängigkeit des Wärmeübergangskoeffizient kann durch bis zu drei Stützpunktein die Betrachtung mit einbezogen werden.
Der Massenstrom, die Eintrittstemperatur und die Wärmeübertragungsfläche können während des Prozesses angepasst werden. Ergebnis ist die Endtemperatur oder der Zeit bis zum Erreichen einer gegebenen Temperatur. Die Berechnung erfolgt numerisch. Der Temperaturverlauf sowie der Verlauf der übertragenen Leistung werden graphisch dargestellt.
Das Modul TIME lässt sich mit allen Modulen aus dem Bereich der Wärmeübertragung koppeln. Im Modul TANK ist außerdem eine Komplettlösung für die Berechnung der Aufheizzeit von Lagertanks bereits implementiert.
Siehe auch:
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