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Das Modul Elementarstrom beschreibt einen Stoffstrom mit Elementarzusammensetzung. Die Berechnung erfolgt unter der Annahme, dass es sich um einen festen Brennstoff handelt. Alternativ ist es möglich, einen Elementarstrom aus einem Gasstrom zu berechnen.
Im Tab ProcessExcel wird ein Elementarstrom über die Schaltfläche Strom einfügen -> Elementarstrom in das Arbeitsblatt eingefügt, vergleiche die Schnelle Hilfe.
Elementarstrom als fester Brennstoff
Massenstrom, Temperatur und die Massenanteile müssen vorgegeben werden. Der Massenanteil von Stickstoff wird als bilanzschließende Größe berechnet.
(1)Der spezifische untere Heizwert in [MJ/kg] wird über Näherungsberechnungen aus der Elementarzusammensetzung in [kg/kg] und dem Massenanteil von Wasser ermittelt. Dazu stehen drei Ansätze zur Verfügung:
DULONG:
(2)MOTT/SPOONER:
(3)BOIE:
(4)Funktionsname | Eingabewerte und Dimensionen |
PE_ES_hu_BOIE | Elementaranteile [kg/kg] und Wasseranteil [kg/kg] |
PE_ES_hu_DULONG | Elementaranteile [kg/kg] und Wasseranteil [kg/kg] |
PE_ES_hu_MOTTSPOONER | Elementaranteile [kg/kg] und Wasseranteil [kg/kg] |
Der Enthalpiestrom des unteren Heizwertes wird mit dem Massenstrom berechnet:
(5)Berechnung des Enthalpiestroms der kapazitiv gebundenen Wärme, Bezugstemperatur 0°C:
(6)Berechnung der spezifischen Enthalpie der kapazitiv gebunden Wärme:
(7)Die Wärmekapazität wird über eine Näherung bestimmt:
(8)Elementarstrom aus einem Gasstrom
Folgende Größen werden aus dem Gasstrom übernommen: Massenstrom, Temperatur, Enthalpiestrom des unteren Heizwertes und Massenanteil von Wasser.
Die spezifische Enthalpie und der Enthalpiestrom der kapazitiv gebundenen Wärme sowie der Massenanteil von Stickstoff werden analog zum festen Brennstoff berechnet.
Die restlichen Masseanteile werden aus den Volumenanteilen der einzelnen Gaskomponenten bestimmt.
Dabei steht E für das betrachtete Element, i für die Gaskomponente und n für die Anzahl der Atome des Elements E in der Komponente i.
Im Inertanteil sind Argon, Helium, Neon, Chlor und Flour zusammengefasst.