Instationäre nichtadiabate Strömung in Rohrsystemen

Abstract

Es wird ein numerisches Verfahren zur Berechnung der instationaeren Stroemung in beheizten Rohrsystemen vorgestellt, welches geeignet ist, Anfahrvorgaenge in einem einfachen Modell eines Naturumlauf- Dampferzeugers zu simulieren. Ein einfaches Modell eines Naturumlauf- Dampferzeugers besteht aus zwei senkrechten Rohren, die am unteren Ende in einen Sammler muenden und am oberen Ende mit einer Trommel verbunden sind. Die instationaeren Zustandsaenderungen der Rohrstroemung werden durch Systeme von partiellen Differentialgleichungen hyperbolischen Typs beschrieben. Diese sind mit Systemen gewoehnlicher Differentialgleichungen, welche den Sammler und die Trommel beschreiben, gekoppelt. Es wird die Eignung des Lax-Friedrichs-Verfahrens und der Charakteristikenmethode zur Loesung der vorliegenden partiellen Differentialgleichungssysteme untersucht, wobei sich nur die Charakteristikenmethode als geeignet erweist

In this note a numerical method for calculating unsteady flow in a heated pipe system is described. The demonstrated method allows to simulate the starting phase of a natural circulation steam generator consisting of two vertical pipes which are connected by a collecting tube at the lower ends. The upper ends of the pipes are connected to the drum. The unsteady flow in each pipe is described by a nonlinear system of partial differential equations (PDEs). The unsteady behavior of the collecting tube and the drum are described by nonlinear systems of ordinary differential equations (ODEs). The suitability of the Lax-Friedrichs- Method and the upwind method for solving the systems of PDEs were tested.