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Charakterisierung und Auswahl einer Entwicklungsumgebung
bidirektionaler Flüsse. So können auch numerisch problematische Situationen wie Strömungsstillstand
oder Rückwärtsströmung behandelt werden.
Durch Vernachlässigung der Impulsdynamik können stationäre Strömungszustände berechnet
werden. Der Anwender kann bei speziellen Fragestellungen auch dynamische Impulsbilanzen
in die Betrachtung aufnehmen.
Alle Komponenten erhalten ihre Eigenschaften durch dreifache Vererbung, untergliedert in
einen thermischen, hydraulischen und materialspezifischen Anteil. Der thermische Anteil enthält
die dynamischen Zustandsgleichungen aus der Bilanzierung der Massen- und Energieflüsse
im Volumen. Die hydraulischen Eigenschaften enthalten Berechnungen der
Massenflüsse aus statischer oder dynamischer Impulsbilanz. Der materialspezifische Anteil
enthält alle Materialeigenschaften und spezifischen Berechnungsvorschriften.
Abbildung 50: Bilanzierung von Masse- und Energieströmen im Bilanzraum
[TuEb-98]
Die Bibliothek definiert eigene Schnittstellen. An den Schnittstellen der Basiselemente zur
Beschreibung der Strömung eines Mediums werden als Potentialvariablen der Druck, die spezifische
Enthalpie, die Dichte, die Temperatur, die spezifische Entropie und der Isentropenkoeffizient
übergeben. (Der Isentropenkoeffizient beschreibt das Verhältnis der isobaren und
isochoren Wärmekapazität, und ist wichtig bei isentropen Zustandsänderungen. Diese laufen
bei konstanter Entropie also in adiabaten Systemen ab.) Als Flussvariablen werden der Massenstrom
und der konvektive Wärmestrom übergeben. Im Falle multimedialer Ströme ist die
Variablenliste zu erweitern.
Die Bibliothek verfügt mittlererweile auch über Pumpen, Turbinen, Turbomaschinen, Rohrelemente,
Ventile, Wärmetauscher und auch Heizungsboiler (Abb. 51). Zur Zeit ist nur eine
experimentelle β-Version verfügbar.
Eine spätere Verknüpfung der Hydraulikkomponenten von Tummescheit ([TuEb-98], [Tum-
00a,b,c]) mit den Gebäudemodellen der vorliegenden Arbeit ist über Adapterelemente denkbar
aber problematisch.
Die Modellkomponenten von Tummescheit sind sehr flexibel und vielseitig. Sie können
Gemische verschiedener Medien, Phasenwechsel, chemische Reaktionen der Medien untereinander
und auch kompressible Medien beschreiben.
Diese Vielseitigkeit erfordert komplexe, aufwändige Modellbausteine, die auch mehr Simulationszeit
benötigen als einfachere Bausteine. Sie erfordern zudem aufwändige Parametrierungen
bei der Modellerstellung.
Die Vielseitigkeit der Modellkomponenten ist für die Berechnung der Wärmeverteilung in
einer Heizungsanlage nicht erforderlich. Kombinierte Simulationsmodelle werden daher eine
unnötige Komplexität aufweisen. Dies erklärt die Notwendigkeit der Entwicklung einer eigenen,
anwendungsspezifischen Thermohydraulik-Bibliothek zur Beschreibung konventioneller
Warmwasserheizungen von Gebäuden (siehe Kapitel 5.2).
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