View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

5 Modellierung und Simulation der Anlagenteilkomponenten
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• Temperaturabweichung
relativ zu einer Rechnung
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Kaskadenelementen
4 6 8 10 12
Anzahl der Kaskadenelemente
14
16
- - - Gleichstrom
--Gegenstrom
. - . - . Kreuzstrom
Bild 5.3: Modellsensitivität in Bezug auf die Anzahl der verwendeten Kaskadenelemente.
Aus Bild 5.3 wird deutlich, dass im Vergleich zu detaillierteren Rechnungen bereits sehr wenige
Kaskadenelemente ausreichen, um die Austrittstemperaturen mit lediglich geringen Abweichungen
wiederzugeben. Dieses Ergebnis bestätigen auch andere Simulationsrechnungen mit kaskadierten
Wärmeübertragermodellen [89]. Vor diesem Hintergrund werden in dieser Arbeit -
sofem nicht im Einzelfall anders angegeben - für sämtliche Rechnungen mit dem Wärmeübertragermodell
und daraus abgeleiteten Modellen als Kompromiss zwischen benötigter Rechenzeit
und Rechengenauigkeit vier Kaskadenelemente verwendet.
Die Validierung des Wärmeübertragermodells basiert auf Messdaten für einen Plattenwärmeübertrager
der Firma Vatherus. Der Wärmeübertrager, der in Bild 5.4 zusammen mit seinen
technischen Daten gezeigt ist, verwendet runde Wärmeübertragerplatten aus einem hitzebeständigen,
austenitischen Stahl. Aufgrund seiner hohen Temperaturbeständigkeit eignet er sich
in einem SOFe-System beispielsweise als Luftvorwärmer, der auf der wärmezuführenden Seite
von heißem Abgas durchströmt wird. Die Komponente ist volIverschweißt ausgeführt und
kommt daher ohne Dichtungen aus. Die Medienführung innerhalb des Wärmeübertragers erfolgt
im Kreuzstrom.
Typbezeichnung
PSHE-3HH-50/1
Anzahl der Platten 50
Plattenstärke
0,7 mm
Wärmeübertragerfläche 3,5 m 2
Plattenabstand
Gesamtmasse
4 mm
60 kg
Bild 5.4: Plattenwärmeübertrager der Firma Vatherus und zugehörige technische Daten.
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