| Eingangsgrößen
für die Berechnung Fundamentalgleichungen der freien Energie werden
als Funktion der Temperatur T und der
Dichte ρ formuliert. Da für technische
Berechnungen jedoch meistens andere Eingangsgrößen
vorliegen, enthält das Programmmodul FLUIDCAL Funktionen,
mit denen für die Eingangsgrößenkombinationen
(T,p), (T,h),
(T,s), (p,ρ),
(ρ,h), (ρ,s),
(p,h), (p,s)
sowie (h,s) sowohl im
homogenen Zustandsgebiet als auch im Zweiphasengebiet
die jeweils fehlenden Werte für die Größen
Temperatur T und Dichte ρ
berechnet werden.
Für
die wichtigsten Eingangsgrößenkombinationen
(T,p) und (T,ρ)
stehen zur Berechnung aller oben aufgelisteten Zustandsgrößen
direkt entsprechende Funktionen zur Verfügung.
Zur Vermeidung eines unübersichtlich großen
Funktionsumfangs existieren für die anderen Kombinationen
der Eingangsgrößen jeweils Funktionen zur
Berechnung von T und ρ.
In Verbindung mit diesen Funktionen können für
alle oben aufgeführten Eingangsgrößenkombinationen
die entsprechenden Zustandsgrößen berechnet
werden. Im Zweiphasengebiet werden dabei für alle
in diesem Bereich definierten Zustandsgrößen
die Werte für den stabilen zweiphasigen Zustand
ausgegeben.
Zur Berechnung
von Zustandsgrößen auf der Phasengrenze flüssig
– gasförmig können als Eingangsgrößen
die Temperatur, der Druck oder die Dichte verwendet
werden. Für die wichtigsten thermodynamischen Zustandsgrößen
existieren für die Siede- und Taulinie direkte
Funktionen in Abhängigkeit von der Temperatur.
Alle anderen Größen können durch Kombination
der Berechnung der Siede- bzw. Taudichte mit der entsprechenden
Funktion für die Eingangsgrößen Temperatur
und Dichte berechnet werden. Liegt als Eingangsgröße
der Dampfdruck vor, lässt sich mit entsprechenden
Funktionen zunächst die Siedetemperatur sowie die
Siede- und Taudichte berechnen. Mit diesen Größen
ist wiederum unter Verwendung der Funktionen für
die Eingangsgrößen Temperatur und Dichte
die Berechnung aller Zustandsgrößen auf der
Siede- und Taulinie möglich. Analog dazu kann für
gegebene Werte der Siede- oder Taudichte zunächst
die Siedetemperatur berechnet werden, die zusammen mit
der gegebenen Dichte die Berechnung der anderen Zustandsgrößen
ermöglicht.
Das Programm FLUIDCAL zur Berechnung thermodynamischer
Zustandsgrößen
Zur Einbindung
von Fundamentalgleichungen in benutzerspezifische Anwendungen
enthält das Programm FLUIDCAL eine Dynamic Link
Library (DLL). Die DLL enthält mehr als 60 Funktionen,
die die Berechnung aller oben aufgelisteten Zustandsgrößen
im homogenen Zustandsgebiet, im Zweiphasengebiet (falls
thermodynamisch sinnvoll) sowie entlang der Siede- und
Taulinie für alle Kombinationen der Eingangsgrößen
T, p, ρ, h und s
erlauben. Der Aufruf erfolgt über einfache Funktionsnamen,
die Angaben über die zu berechnenden Größen
und die Eingangsgrößen enthalten. So steht
zum Beispiel zur Berechnung der Dichte ρ
für gegebene Werte der Temperatur T und
des Druckes p die Funktion DOTP zur Verfügung.
Zusätzlich
zur DLL wird eine Add-In-Datei mitgeliefert, die die
einfache Einbindung der DLL unter Microsoft Excel ermöglicht.
Wie im folgenden Bild am Beispiel der Funktion HOTP(T,P,SUBNR)
zur Berechnung der Enthalpie für gegebene Werte
der Temperatur und des Druckes gezeigt, können
mit diesem Add-In die benötigten Zustandsgrößen
unter Excel direkt durch Aufruf des entsprechenden Funktionsnamens
berechnet werden. Zusätzlich zu den Eingangsgrößen T
und p muss eine Substanznummer übergeben werden
(in diesem Fall steht die Substanznummer 1 für den Stoff
Methan).
Eine ebenfalls
im Paket enthaltene .LIB Datei erlaubt die einfache
Einbindung der DLL in benutzerspezifische Fortran-,
und C Programme sowie Visual Basic.
Alle Funktionen,
die aus der DLL aufgerufen werden können, sind
in einer Beschreibung der Software (MANUAL.PDF) ausführlich
dokumentiert.
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| Aufruf
von Funktionnen aus einer DLL mit einem Add-Inn
für Excel für das Programm FLUIDCAL. |
Das Programm
FLUIDCAL ist für jeden der oben aufgelisteten Stoffe
in beliebigen Kombinationen für eine frei wählbare Anzahl
von Stoffen verfügbar.
Die Software
FLUIDCAL ist nicht kostenlos (Ausnahme für Hochschulen:
Die Software für Wasser entsprechend der IAPWS-95 sofern
es für reine Lehr- und Forschungszwecke eingesetzt
wird. Informationen zu einem kostenlosen Download für
Universitäten finden Sie hier).
Die Software FLUIDCAL wird von der Firma F.I.R.S.T.
GmbH vertrieben, siehe unten. Die Software ist jedoch
auch vom Lehrstuhl für Thermodynamik erhältlich.
Das interaktive
Programm ThermoFluids
Für
Anwender, die nur gelegentlich Werte thermodynamischer
Zustandsgrößen benötigen, wurde basierend
auf dem Programmmodul FLUIDCAL das interaktive PC-Programm
ThermoFluids entwickelt. Informationen dazu finden Sie
hier.
Ansprechpartner:
Prof. em. Dr.-Ing. W. Wagner Tel.:
+49 (0)234 32-29033
Fax: +49 (0)234 32-14945
E-Mail: wagner@thermo.rub.de
Kontakt zur F.I.R.S.T. GmbH:
F.I.R.S.T. - Gesellschaft für technisch-wissenschaftliche
Softwareanwendungen mbH
Telegrafenstr. 11
42929 Wermelskirchen
Telefon: +49 (2196) 88 778 0
E-Mail:
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