Im Rahmen einer Abschlussarbeit möchte ich den Druckanstieg eines Gases in einem Tank analysieren, wenn es in Wasser mit 90°C und Atmosphärendruck eingetaucht wird.
Kurz gesagt: Druckänderung eines Gases, das in einem geschlossenen Volumen enthalten ist, nach der Übertragung von Wärme, die von einer heißen Flüssigkeit bereitgestellt wird (Wasser bei 90° bei hohem Durchfluss).
Zu Beginn Gas = 0°C und 3 bar (flüssig + gasförmig). Am Ende der Reaktion ist Gas = 90°C und 6 bar (Gas).
Ich schaffe es, die (externe) Simulation gut durchzuführen. Aber nur die Temperatur steigt wie vorhergesagt. Der Druck beträgt nur etwa 4,1 bar.
Könnte jemand einen Blick auf meine Arbeit werfen? (Anhang)
Ich versuche, einen Blick auf den Tag zu werfen, denn im Moment sehe ich durch schnelles Hinsehen keine großen Fehler in der Definition der Berechnung.
Wie bekommt man den Druck von 6 bar am Ende der Reaktion?
Ich habe keine SW, also kann ich mir Ihr Modell nicht ansehen, und ich kenne dieses Tool sowieso nicht... Auf der anderen Seite scheint mir das Ergebnis von Flowsimulation ziemlich gut zu sein.
Tut mir leid, aber ich komme im Grunde zu meiner idealen Gasgleichung P.V=n.R.T. zurück. Hier sind V, n und R konstant, also P=a.T. Bei t0 ist P0 = a.T0 mit P0 = 3 bar und T0 = 273 °K. A tf, Pf = a.Tf mit Tf = 273+90=363 °K. Als Ergebnis ist Pf = (P0/T0). Tf = ca. 4 bar (genau 3,99). Wenn Sie also ein Ergebnis bei 4,1 Balken haben, wäre es konsistent.
OK, ich verstehe Ihren Fehler besser. Tatsächlich ist es Ihr Ausgangspunkt, der falsch ist, weil Sie ihn in der Zone "Flüssigkeit+Gas" (innerhalb der schwarzen Kurve) und nicht nur im gasförmigen Zustand (rechter Teil des Diagramms) aufgenommen haben. Wenn du also deinen Startpunkt neu kalibrierst und der grünen Linie folgst, fällst du auf etwa 4 Balken zurück. Ich habe das alles wieder in die Grafik geschrieben.
Wenn Sie diese Grafik jedoch für Ihre Dissertation verwenden müssen, seien Sie vorsichtig, da sie Ihnen auch sagt, dass Ihre ursprüngliche Hypothese nicht ganz korrekt ist. In der Tat, wenn man genau hinschaut, sieht man, dass man bei 0° und 3 bar nicht rein gasförmig sein kann. Entweder Sie behalten 3 bar, aber Ihre Starttemperatur wird etwas höher sein, oder Sie halten 0°, aber der Startdruck muss niedriger sein.
Die Daten, die Sie gefunden haben, wurden wahrscheinlich eher bei konstanter Enthalpie und nicht bei konstantem Volumen erhalten, was den Unterschied in den Werten erklärt.
In einem Kühlkreislauf wird das entgegengesetzte Phänomen verwendet, das uns hier interessiert. Mit anderen Worten, der Druck (Kompression oder Expansion) des Gases wird verwendet, um seine Temperatur zu erhöhen oder zu senken.
In der Tat hatte ich dieses Detail vergessen. Wenn es also zu einem Phasenübergang kommt, ist all dies nicht mehr gültig.
Auf der anderen Seite scheint es mir angesichts der Konsistenz der Ergebnisse, die man erhält, wenn man nur einen gasförmigen Zustand annimmt, ziemlich klar, dass FlowSimulation den gleichen Fehler der Anfangsbedingung gemacht hat.
Ich denke also, dass Sie nach Möglichkeiten suchen müssen, Ihren Ausgangspunkt (Flüssigkeits-/Gasverhältnis, Enthalpie, ...) besser zu definieren, damit die Zustandsänderung richtig berücksichtigt wird.
