SOL ALPHATutorials
SOL ALPHA · PAKET-HANDBUCH

Prozess & Thermodynamik – Berechnung von Stoff- und Energiebilanzen

Bilanzgrenzen und Stoffzustände verstehen, feuchte Luft richtig mischen und Prozessmodule nachvollziehbar verbinden.

Ausgabe 1.0 · 7. September 2026

Kapitel 01Prozessrechnungen als zusammenhängende Aufgabe verstehen

Dieses Handbuch verbindet Stoff- und Energiebilanzen mit den Modulen, die daraus konkrete Zustände und Apparateanforderungen berechnen. Eine Bilanz kann rechnerisch schließen und dennoch den falschen Prozess beschreiben: wenn die Bezugsmasse nicht stimmt, ein Phasenwechsel fehlt, zwei Temperaturen vertauscht sind oder eine gespeicherte Gemischkurve zu einem anderen Druck gehört. Deshalb beginnt die Arbeit mit dem Modell und erst danach mit dem Ausfüllen der Maske.

Die Landkarte umfasst alle 15 konfigurierten Mitglieder. BIL erklärt den Bilanzweg am Wärmeübertrager, PSYC die Auswertung eines feuchten und trockenen Thermometers, MIFL die Mischung feuchter Luft, JTHO die Erdgasdrosselung und NETZ die stationäre Verbindung mehrerer Apparate. Verbrennung, Kondensation, Luftkühlung und zeitabhängige Prozesse ergänzen diesen Zusammenhang.

Die passende Lesereihenfolge

Für einen Wärmeübertrager beginnen Sie mit BIL und dem Zahlenbeispiel. Für Luftzustände folgen Feuchtebegriffe, PSYC und MIFL. Für Gasdruckänderungen lesen Sie JTHO, bevor Sie Temperaturen übertragen. Ein Gesamtnetz benötigt zusätzlich die Definition der Topologie und Randbedingungen.

Die Ausgabe enthält historische PSYC- und JTHO-Regressionswerte mit Herkunft und Prüfsummen, neue analytische Lehrrechnungen und anhand der Quellen vorbereitete Bedienabläufe. Die historischen Werte wurden hier nicht neu in SOL ausgeführt. Zwei echte WTS-Bilder zeigen den Prozesskontext; sie werden nicht als neue Einzelmodulaufnahmen ausgegeben. Jeder Fall benennt seine Beweiskraft und seine noch offenen Ausführungsnachweise.

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Kapitel 02Bilanzgrenze und Rechenrichtung zuerst festlegen

Zeichnen Sie die betrachtete Anlage als Stoffströme und Bilanzräume. Kennzeichnen Sie Ein- und Austritte, Wärmezufuhr, Wärmeabgabe, mechanische Arbeit und mögliche Speicherwirkung. Eine stationäre Bilanz setzt voraus, dass sich im betrachteten Zeitraum keine relevante Masse oder Energie im Bilanzraum ansammelt. TIME beginnt dagegen gerade bei dieser Speicherwirkung und braucht einen Anfangszustand.

  1. Benennen Sie den Fall und seine Aufgabe: etwa erforderlicher Kühlstrom, Mischtemperatur, Luftfeuchte oder Temperatur nach einer Druckentspannung.
  2. Definieren Sie Stoffe, Zusammensetzung, Phase, Druckbezug und Zustandsstellen. Notieren Sie, ob ein Strom auf trockene Luft, feuchte Luft, Brennstoff oder Gesamtgemisch bezogen ist.
  3. Legen Sie genau fest, welche Größe gesucht wird. Eine Rückrechnung ersetzt eine bisherige Vorgabe durch ein Ziel; sie ergänzt nicht einfach eine weitere feste Randbedingung.
  4. Prüfen Sie die Herkunft der Stoffwerte und ihre Enthalpiebezüge. Daten verschiedener Quellen dürfen nur mit kompatibler Definition zusammengeführt werden.
  5. Rechnen Sie zunächst den einfachsten konsistenten Fall. Prüfen Sie Bilanzschluss und Zwischengrößen, bevor Sie weitere Module verbinden.
  6. Ändern Sie gezielt einen Parameter, vergleichen Sie die Wirkung und sichern Sie beide Fälle mit ihren Eingabestatus.

Ein Ergebnisfeld kann trotz sichtbarer Zahl veraltet sein. Warten Sie auf den abgeschlossenen Rechenstatus und beachten Sie Meldungen. Wird eine Zielgröße durch ein anderes Kapitel vorgegeben, kann eine lokale Eingabe die Aufgabe überbestimmen oder die gewünschte Änderung blockieren. Dokumentieren Sie deshalb neben dem Zahlenwert auch dessen Rolle: Vorgabe, berechnet oder verbunden.

Für eine überprüfbare Übergabe genügt eine kurze Stromtabelle mit Kennung, von/nach, Medium, Zusammensetzung, Massenbasis, Durchsatz, T, p und h. Felder ohne fachlich begründeten Wert werden nicht durch beliebige Standardzahlen gefüllt.

StromdatenMedium · Basis · T · p · ṁ
BilanzMasse · Wasser · Energie
Zustand/ApparatPhase · Temperatur · Fläche
AnlageVerbindungen · Randbedingungen · Prüfung

Fachliches Ablaufdiagramm. Jeder konkrete automatische oder manuelle Datenweg wird gesondert geprüft.

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Kapitel 03Die 15 Paketmodule im Zusammenhang

Die folgende Liste bildet die konfigurierte Mitgliedschaft vollständig ab. Sie ist eine fachliche Auswahlhilfe, kein Nachweis einer bestimmten Lizenz oder eines aktuell gestarteten Moduls. BIL, PSYC, MIFL, JTHO und NETZ bilden die vertieften Arbeitswege; die anderen Mitglieder werden mit ihrer Aufgabe und den wichtigsten Übergabedaten eingeordnet.

ModulAufgabeAuswahlhilfe und Abgrenzung
ABGVAbgasverlusteGemessene Gasanteile, Temperatur, Luftfeuchte und Brennstoffbasis zusammenführen. Trockene/feuchte Bezugsbasis und Heizwerteinheit vor einer Verlustbewertung klären.
BILStoff- und Wärmebilanz eines WärmeübertragersInnen- und Außenstrom, Leistung, Temperaturdifferenz, Wärmeübergang und Fläche verknüpfen. Vertiefter Lehrweg; kein beliebiger Reaktions- oder Fließbildsolver.
FLAMBrennraumberechnungBrennraumaufgabe mit passender Brennstoff- und Wärmeübertragungsbeschreibung. Vor Nutzung den tatsächlichen Masken- und Modellumfang prüfen; Registry enthält keine ausführliche Methodenzusage.
FNKorrigierte TemperaturdifferenzReale logarithmische Temperaturdifferenz für passende Wärmeübertrageranordnungen. Bauform und Temperaturbezüge festlegen; ein Korrekturfaktor ist keine frei wählbare Reserve.
JTHOAdiabate ErdgasdrosselungIsenthalper Zustandswechsel mit Erdgas H/L oder geeigneter eigener Zusammensetzung. Vorwärts- und Rückrichtung anhand der festgelegten Temperatur-/Druckvorgaben unterscheiden.
MIFLZwei feuchte Luftströme mischenTrockenluft, Wasser und Enthalpie gemeinsam bilanzieren. Gesamtluftmassenstrom und Trockenluftbasis auseinanderhalten; mögliche Kondensation im Mischzustand prüfen.
PSYCAspirationspsychrometer auswertenFeucht- und Trockentemperatur mit Gesamtdruck in einen Luftzustand umrechnen. Zwei Thermometerspalten sind keine zwei unabhängigen Prozessströme.
RGRauchgaswerteFür feste Brennstoffe, Heizöle und Gase im passenden Brennstoffmodell. Zusammensetzung, Luftbezug und Referenzzustand gemeinsam dokumentieren.
TIMEInstationäres Heizen und KühlenZeitabhängige Temperaturänderungen für unterstützte Aufgaben. Anfangszustand, Wärmekapazität und Randbedingungen sind zusätzlich zum stationären Endzustand erforderlich.
KOKUKondensationskurve von GemischenKurve zwischen Eintritt und Austritt berechnen oder geeignete Kurve manuell eingeben. Gespeicherte Kurven besitzen Zusammensetzung, Druck und Datenfassung als Gültigkeitskontext.
KONRKondensatorfläche und RohrzahlKühlwassermassenstrom, Rohrgeometrie und Wärmelast zur Kondensatorbemessung verknüpfen. Wasserzustand und zulässige Erwärmung müssen zum selben Lastfall gehören.
KPREKühlwassergrenzpreisTrocken-/Nasskühlung anhand von Kosten, Annuität, Benutzungsdauer und Verdunstung vergleichen. Historische Vorgabewerte sind keine aktuellen Preisempfehlungen.
PLREHeißluftrezirkulation am LuftkühlerLeistungsverlust durch Rückführung erwärmter Luft mit passender Aufstellung und Luftführung bewerten. Lokale Ansaugtemperatur kann von der freien Umgebung abweichen.
RKSPhasengleichgewicht eines MehrstoffgemischesRKS-Zustandsgleichung mit ausgewählten Komponenten und konsistenter Zusammensetzung. Komponentenidentität, Mol-/Massenbasis und Modellbereich bestimmen die Aussage.
NETZStationäres Wärmeübertrager- und AnlagennetzGrafischer NETZ.Plan und stationärer SOLVNET-Weg mit Modulen wie WTS/AC. Prozessnetz und hydraulisches RNET sind unterschiedliche Aufgaben und Datenwege.

Ein Paketüberblick schließt die selbstständigen Vollhandbücher aller Varianten nicht ab. Besonders Herstellerdaten, historische Stoffdateien, Spezialeditoren und normbezogene Randbedingungen werden im tatsächlichen Projekt zusätzlich identifiziert.

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Kapitel 04Enthalpie, Leistung, Vorzeichen und Bezugsmasse

Enthalpie ist eine Zustandsgröße. Für einen stationären Strom ohne relevante Änderung von Bewegungs- und Lageenergie ist ṁ·Δh der zugehörige Energieänderungsstrom. Eine spezifische Enthalpie in J/kg ist erst eindeutig, wenn das Kilogramm definiert ist. Bei Wasser kann es ein Kilogramm Gesamtstoff sein, bei feuchter Luft häufig ein Kilogramm trockene Luft. Ein identisches Einheitensymbol beseitigt diesen Unterschied nicht.

Q̇ = ṁ (haus − hein)   ·   bei begründet konstantem cp: Q̇ = ṁ cp(Taus − Tein)

Mit dieser Stromkonvention ist eine Erwärmung positiv und eine Abkühlung negativ. Bei einem nach außen adiabaten Wärmeübertrager müssen sich die vorzeichenbehafteten Änderungen beider Ströme aufheben. Für eine positive übertragene Wärmelast wird oft der Betrag verwendet; dieser Betrag darf nicht ohne Erklärung in eine vorzeichenbehaftete Bilanz eingesetzt werden.

Im geprüften BIL-Quellweg gilt V13 + V14 = V15. Das Feld V15 heißt Verlustwärmestrom, aber die algebraische Definition ist entscheidend. Verwenden Sie einen positiven Zahlenwert nicht bloß deshalb, weil das Wort „Verlust“ intuitiv positiv erscheint. Im Normalbeispiel wird V15 = 0 gewählt; für einen realen Umgebungsverlust muss die gewünschte Richtung mit dieser Modulgleichung abgeglichen werden.

Watt ist Leistung, Joule ist Energie. 1 kW = 1 000 W; 1 kWh = 3,6 MJ. Eine gespeicherte Wärmeenergie ergibt sich erst durch Zeitintegration der Leistung. Bei nicht konstantem cp oder Phasenwechsel ist eine Enthalpiedifferenz der geeignete Ausgangspunkt. Eine willkürlich vergrößerte Wärmekapazität ersetzt weder eine Kondensationskurve noch einen latenten Wärmeanteil.

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Kapitel 05BIL: Zwei Ströme und den Wärmeübertrager zuordnen

BIL ist im geprüften Stand ein Stoff- und Wärmebilanzmodul für Innen- und Außenstrom eines Wärmeübertragers. Es besitzt Wärmeübergangs-, Wand-, Flächen- und Geometriedaten. Es ist damit umfangreicher als eine einzelne Q̇-Gleichung, aber kein allgemeiner Reaktions- oder Anlagenfließbildsolver. „Innen“ und „außen“ legen die geometrische Seite fest; sie bedeuten nicht automatisch „heiß“ und „kalt“.

  1. Ordnen Sie die beiden Medien den richtigen Seiten zu. Geben Sie Stoffzustand und passende Dichte/Wärmekapazität an oder prüfen Sie ihre Übernahme aus verbundenen Modulen.
  2. Wählen Sie die Strömungsart V26: Gegenstrom 1, Gleichstrom 2 oder Kreuzstrom 3. Geometrie V51 unterscheidet den dokumentierten Rohrweg und andere Geometrieansätze.
  3. Geben Sie eine hinreichende Kombination aus Massenströmen und Ein-/Austrittstemperaturen vor. Lassen Sie die gesuchte Temperatur oder den gesuchten Strom frei.
  4. Prüfen Sie zuerst die vorzeichenbehafteten Wärmeströme V13/V14 und den Bilanzterm V15.
  5. Ergänzen Sie erst danach geeignete Wärmeübergangskoeffizienten, Wanddaten und Foulingwiderstand für Gesamt-k, erforderliche Fläche und vorhandene Geometrie.

Die mittleren Berechnungstemperaturen V29/V30 und die Flächenreserve V48 werden im geprüften Initialisierungsweg gesperrt und als abgeleitete Größen behandelt. Die alten Felder V27/V28 dienen unter anderem der Übernahme früherer Strömungsartkennungen. Sie werden hier nicht als moderne normale Bedienauswahl empfohlen. Verwenden Sie die tatsächliche Auswahl der aktuellen Maske.

Eine erforderliche Fläche V21 und eine vorhandene Fläche V47 sind verschiedene Größen. Die Reserve V48 folgt im Quellweg aus (V47/V21 − 1)·100 %. Ein negatives Ergebnis bedeutet, dass die vorhandene Fläche nach dem gewählten Modell kleiner als erforderlich ist. Es verschwindet nicht dadurch, dass die Bilanz beider Stoffströme geschlossen ist.

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Kapitel 06Temperaturdifferenz, Korrekturfaktor und Fläche prüfen

Die Wärmeübertragung benötigt eine treibende Temperaturdifferenz entlang des Apparats. Aus vier Endtemperaturen wird je nach Anordnung eine logarithmische mittlere Temperaturdifferenz gebildet. Gegenstrom und Gleichstrom verwenden unterschiedliche Paarungen. Eine Zahlenliste mit vier Temperaturen ist deshalb ohne Fließrichtung nicht ausreichend.

ΔTlm = (ΔT1 − ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2)   ·   Q̇ = k A ΔTeff

Für positive, gleich große Enddifferenzen ist der Grenzwert genau diese gemeinsame Differenz; direktes Einsetzen ergibt formal 0/0 und ist keine physikalische Unmöglichkeit. Unterschiedliche Vorzeichen der Enddifferenzen erfordern dagegen eine Prüfung der Strömungsanordnung, der Temperaturzuordnung und der physikalischen Erreichbarkeit. Ein beliebiger Betrag heilt keinen falschen Prozessfall.

BIL verwendet beim dokumentierten Kreuzstromweg einen vorhandenen FN-Faktor zur Korrektur. FN ordnet passende Wärmeübertragerformen ein. Übernehmen Sie den Faktor zusammen mit seiner Bauform und Temperaturdefinition. Prüfen Sie, ob eine Temperaturdifferenz bereits korrigiert ist, bevor Sie sie erneut mit FN multiplizieren. Die resultierende Fläche ist nur so belastbar wie k, die Temperaturdifferenz und ihre gemeinsame Flächenbasis.

Bei Rohrgeometrie enthält der Gesamtwärmedurchgang die Umrechnung zwischen Innen- und Außenfläche sowie den Wandwiderstand. Deshalb dürfen Innenflächen-koeffizienten nicht beliebig mit Außenflächen verglichen werden. Fouling in m²·K/W ist ein thermischer Widerstand; der hydraulische Verschmutzungsfaktor eines Druckverlustmoduls hat eine andere Bedeutung. Für die fachlichen Grundlagen siehe die DOE-Quelle zur Wärmeübertragung.

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Kapitel 07Phasenwechsel und Gemischkurven richtig einordnen

Verdampfung und Kondensation verändern Enthalpie, häufig ohne eine entsprechend große Temperaturänderung. Bei einem Reinstoff unter annähernd konstantem Druck kann ein wesentlicher Wärmestrom bei nahezu konstanter Sättigungstemperatur auftreten. Bei Mehrstoffgemischen verläuft die Kondensation dagegen oft über einen Temperaturbereich mit veränderter Phasenzusammensetzung. Eine reine Mitteltemperatur kann diese Aufgabe nicht vollständig darstellen.

BIL enthält Verdampfungsenthalpien und Phasenanteile für seine vorgesehenen Wege. Setzen Sie solche Größen nicht zusätzlich zu einer bereits vollständig über Δh erfassten latenten Wärme an. Legen Sie fest, ob Sie sensible und latente Anteile getrennt bilanzieren oder eine konsistente Gesamtenthalpiedifferenz verwenden. Doppelzählung kann einen scheinbar sauber geschlossenen, aber falschen Wärmelastfall erzeugen.

RKS ist für Phasengleichgewichte von Mehrstoffgemischen auf Basis der Redlich-Kwong-Soave-Gleichung registriert. KOKU beschreibt Kondensationskurven zwischen Eintritts- und Austrittszustand und erlaubt laut Registrierung auch manuelle Kurvendaten. Gespeicherte Kurven sind mit Zusammensetzung, Druck und Datenfassung verbunden. Eine Kurve eines anderen Drucks wird nicht allein durch Umbenennen passend.

JTHO behandelt den isenthalpen Drosselweg mit eigener Zustandsprüfung. Der untersuchte Quellcode bricht bei erkannter Gas-/Flüssigkeits-Zweiphasigkeit vor oder nach der Drossel ab. Deshalb wird eine solche Zustandsmeldung nicht als Aufforderung verstanden, einfach mit gemittelten Gaswerten fortzufahren. Der passende Phasengleichgewichts- oder Prozessweg muss gesondert festgelegt werden.

Für die Übergabe an einen Wärmeübertrager gehören zur Kurve mindestens Achsendefinition, Einheit, Bezugsmasse, Druck, Zusammensetzung, Ein-/Austritt und Interpolationsbereich. Ein gespeicherter Dateiname allein dokumentiert diese Bedeutung nicht.

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Kapitel 08Feuchte Luft: Drei ähnliche Größen sauber trennen

Relative Feuchte φ beschreibt im hier verwendeten Zusammenhang den Wasserdampfpartialdruck im Verhältnis zum Sättigungsdruck bei gleicher Temperatur. Der Feuchtegrad x ist Wasser je Masse trockener Luft. Der Sättigungsgrad ψ ist das Verhältnis x/xs. Alle drei beschreiben Feuchte, sind aber numerisch verschiedene Größen. Eine relative Feuchte von 60 % darf nicht als x = 0,60 kg/kg eingegeben werden.

φ = pw/ps   ·   x = (RL/RW) pw/(p − pw)   ·   ψ = x/xs

Die Prozentanzeige multipliziert φ mit 100. Der Gesamtdruck p ist absolut; der Wasserdampfpartialdruck pw ist nur sein Wasseranteil. Bei gleicher Temperatur und relativer Feuchte kann ein geänderter Gesamtdruck einen anderen Feuchtegrad ergeben. Ein Feuchtluftzustand braucht deshalb mehr als Temperatur und einen unspezifizierten „Feuchtewert“.

PSYC verarbeitet Feucht- und Trockenthermometer eines Aspirationspsychrometers. Die feuchte Seite ist der für den Rechenweg benutzte gesättigte Referenzzustand, die trockene Seite beschreibt die gesuchte Luft. Die beiden Spalten sind keine unabhängig vorzugebenden Ein- und Austrittsströme. Das tatsächliche Messverfahren, ausreichende Anströmung und korrekte Zuordnung der Thermometer gehören zur Eingangsdatenqualität; ein beliebiger Oberflächensensor ersetzt keinen Feuchtthermometerwert.

Die Enthalpie h und das spezifische Volumen v werden im geprüften PSYC-Weg je kg trockener Luft geführt. Für die Dichte feuchter Luft gilt daher ρfeucht = (1+x)/v. Der Kehrwert 1/v alleine liefert eine andere Bezugsmasse. Die NBS/NIST-Psychrometriequelle unterstützt die klare Unterscheidung dieser Größen; identische Implementierung ihrer vollständigen Modelle wird nicht behauptet.

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Kapitel 09MIFL: Wasser, Trockenluft und Energie gemeinsam bilanzieren

MIFL mischt zwei feuchte Luftströme und weist den Mischzustand sowie mögliche Kondensation aus. Der belastbare Einstieg sind zwei vollständig beschriebene Luftzustände und ihre Massenströme. Temperatur und relative Feuchte alleine legen noch keinen Enthalpiestrom fest; Druck und Bezugsmasse müssen hinzukommen.

  1. Ordnen Sie Strom 1 und Strom 2 den realen Zuleitungen zu. Erfassen Sie Temperatur, Gesamtdruck und den geeigneten Feuchteparameter.
  2. Entscheiden Sie, ob der bekannte Durchsatz als feuchte Luft oder trockene Luft vorliegt. Verwenden Sie V30/V31 beziehungsweise V33/V34 entsprechend.
  3. Prüfen Sie x, h und die Umrechnung ṁfeucht = ṁtrocken(1+x), soweit das betrachtete Gemisch damit beschrieben wird.
  4. Prüfen Sie nach der Rechnung den trockenen Gesamtstrom V35, Mischfeuchte V26, Mischenthalpie V50 und Temperatur V8.
  5. Prüfen Sie, ob der Mischzustand eine Flüssigphase enthält, und lesen Sie den kondensierten Wasserstrom V54 in kg/s.

Der Quellweg gewichtet die Enthalpien mit Trockenluftmassenströmen. Unterschiedliche Gesamtluftmassenströme als direkte Gewichte zu benutzen, ohne die jeweilige Feuchte einzubeziehen, ergibt im Allgemeinen eine andere Bilanz. Relative Feuchten werden nicht arithmetisch gemittelt; auch eine lineare Temperaturmischung ist bei unterschiedlicher Feuchte nur unter begründeten Zusatzannahmen verwendbar.

Die Quelle enthält getrennte Wege für ungesättigte und kondensathaltige Zustände. Deshalb kann x im Gesamtwasserbezug die Sättigungsfeuchte übersteigen, während der überschüssige Anteil als Flüssigkeit betrachtet wird. Halten Sie fest, ob Kondensat im Bilanzraum verbleibt oder anschließend abgeführt wird. Ein nachfolgender Gasstrom erhält nicht ungeprüft die gesamte Wasserbeladung einschließlich abgeschiedener Flüssigkeit.

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Kapitel 10Erstbeispiel: Eine sensible Wärmebilanz schließen

Vollständig definierte analytische Lehrrechnung, kein BIL-Livebeleg. Zwei Flüssigkeitsströme tauschen Wärme im Gegenstrom aus. Beide werden für diese Rechnung mit konstantem cp = 4 200 J/(kg·K) behandelt. Der Wärmeübertrager ist gegenüber der Umgebung adiabatisch, Phasenwechsel und mechanische Arbeit sind ausgeschlossen. Die Werte sind Lehrvorgaben und keine neu berechneten Stoffwerte eines konkreten Fluids.

BIL-ZuordnungVorgabeStatus
V1 innen2,0 kg/sFest
V2 außen3,0 kg/sFest
V7/V84 200 J/(kg·K)Fest
V9/V10 innen90 / 60 °CFest
V11 außen20 °CFest
V12 außenGesuchte AustrittstemperaturFrei
V15 Verlustterm0 WFest
V261, GegenstromFest
V33–36Keine latente Wärme; Phase bleibt flüssigPhasenweg deaktiviert beziehungsweise passend null
V13/V14WärmeströmeErgebnisse

Der Innenstrom kühlt ab: Q̇i = 2·4 200·(60−90) = −252 000 W. Der Außenstrom nimmt +252 000 W auf. Deshalb steigt seine Temperatur um 252 000/(3·4 200) = 20 K, und der Austritt liegt bei 40 °C. Die Bilanzsumme ist null. Ein Ergebnis von −40 °C oder ein ebenfalls negativer Außenwärmestrom wäre kein akzeptabler alternativer Vorzeichenstil, sondern ein zu prüfender Zuordnungsfehler.

Die Gegenstrom-Enddifferenzen betragen 90−40 = 50 K und 60−20 = 40 K. Daraus folgt ΔTlm = 44,8142 K. Wird zusätzlich ein bereits begründeter Gesamtwärmedurchgang k = 1 000 W/(m²·K) auf der vereinbarten Flächenbasis vorgegeben, ergibt die Flächenlehre A = 5,62322 m². Dieser k-Wert ist eine zusätzliche Lehrannahme; er wurde nicht aus Rohrgeometrie oder echten Filmkoeffizienten hergeleitet.

In einem späteren isolierten BIL-Lauf prüfen Sie jeden bekannten/freien Status und die tatsächlich benötigten Zusatzvorgaben. Eine Bilanzrechnung kann früher vollständig bestimmt sein als die gesamte Geometrieauswertung. Verlangen Sie nicht, dass jede Maske ohne alle modellabhängigen Daten ein vollständiges Apparateergebnis liefert.

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Kapitel 11Änderungs- und Rückrechnung mit klarer Aufgabenrichtung

Mehr heißer Strom, gleiche geforderte Abkühlung

Im analytischen BIL-Fall wird ausschließlich V1 von 2,0 auf 2,4 kg/s erhöht. Der heiße Austritt bleibt bewusst mit 60 °C vorgegeben; der kalte Strom bleibt 3,0 kg/s bei 20 °C Eintritt. Jetzt sind 302,4 kW zu übertragen, und der kalte Austritt steigt rechnerisch auf 44 °C. Die Enddifferenzen werden 46 und 40 K; ΔTlm = 42,9301 K. Bei weiter fest angenommenem k = 1 000 ergibt sich eine neue erforderliche Fläche von 7,04400 m².

Damit ist ausdrücklich eine geänderte Auslegungsanforderung gerechnet. Eine bestehende Fläche von 5,62322 m² wird dadurch nicht größer. Bei einer Nachrechnung desselben realen Apparats müsste seine Fläche festgehalten und ein geeigneter Austrittszustand freigegeben werden. Diese Unterscheidung ist für die Bedienung entscheidend: welche Temperatur ist eine geforderte Vorgabe, welche ist das Ergebnis der vorhandenen Geometrie?

Gesuchter Kühlstrom für 50 °C Austritt

Kehren Sie zum ursprünglichen heißen Strom mit 252 kW Abkühlleistung zurück. Nun soll der kalte Strom von 20 auf 50 °C erwärmt werden. Geben Sie V12 = 50 °C vor und lassen Sie V2 frei. Die analytische Rückrechnung ergibt ṁkalt = 252 000/(4 200·30) = 2,0 kg/s. Setzen Sie diesen Strom wieder in die Vorwärtsbilanz ein; sie muss auf 50 °C schließen.

Die Zahlen sind unabhängig gerechnete Lehrwerte, keine neu ausgeführte BIL-Rückrechnung. Im Modul prüfen Sie zusätzlich, ob eine Verbindung V2 noch festhält und ob cp, Phase und Geometrie zum neuen Fall passen. Nach jeder Änderung werden thermische Leistung, Fläche und hydraulische Grenzen gemeinsam beurteilt.

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Kapitel 12Historischer PSYC-Fall: Feucht und trocken richtig lesen

Historische Regressionsreferenz vom 6. Mai 2026, nicht neu ausgeführt. Vorgegeben sind Feuchtthermometer V6 = 50 °C, Trockenthermometer V7 = 60 °C und Gesamtdruck V8 = 100 000 Pa absolut; Bauform 1 ist im Archiv vermerkt. Die Reihenfolge wird aus der echten Maskenbeschriftung und den Quellgleichungen ermittelt. Die 50 °C sind kein Taupunkt und die beiden Temperaturen keine Wärmeübertrager-Ein-/Austritte.

Für eine vorbereitete Wiederholung geben Sie ausschließlich diese physikalischen Treiber vor und lassen den zugehörigen Luftzustand rechnen. Das Archiv enthält zahlreiche erwartete Hilfs- und Modellkonstanten, darunter spezifische Gaskonstanten und Wärmekapazitäten. Diese werden hier nicht als zusätzlich manuell zu fixierende Messwerte gelehrt. Die zweite Druckspalte wird im Quellweg mit der ersten verknüpft.

FeldErgebnisArchivwertEinheit
V11Relative Feuchte der Luft58.918583%
V18Sättigungsdruck bei Feuchttemperatur12344.605Pa
V19Sättigungsdruck bei Trockentemperatur19933.037Pa
V21Wasserdampfpartialdruck der Luft11744.263Pa
V23Feuchtegrad der Luft0.082772695kg/kg trocken / dry
V25Sättigungsfeuchtegrad bei Trockentemperatur0.1549089kg/kg trocken / dry
V27Sättigungsgrad der Luft0.53433144
V29Enthalpie der Luft276541.62J/kg trocken / dry
V31Spezifisches Volumen der Luft1.0833749m³/kg trocken / dry
V33Dichte der feuchten Luft0.9994442kg/m³

Die relative Feuchte ist rund 58,919 %, der Feuchtegrad rund 0,082773 kg Wasser je kg trockener Luft. Diese beiden Zahlen beschreiben denselben Zustand mit verschiedenen Definitionen. Der Sättigungsgrad ist etwa 0,53433 und damit ebenfalls nicht einfach die relative Feuchte als Dezimalzahl. Die feuchte Referenzspalte besitzt im Modell 100 % relative Feuchte; das macht die tatsächlich untersuchte Luft nicht gesättigt.

Die Beispieldatei bewahrt Originaldatum, Eingaben, Erwartungen, Einheiten und SHA-256. Der ursprüngliche Plugin-Build ist nicht unabhängig dokumentiert. Die Zahlen sind deshalb eine historische Regressionserwartung mit konkreter Herkunft, keine pauschale Genauigkeitszusage für Messinstrument oder aktuellen Modulstand.

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Kapitel 13PSYC-Ergebnisse mit drei Beziehungen kontrollieren

Die historischen Ergebnisse lassen sich ohne vollständige Wiederimplementierung des Stoffwertmodells auf ihre Zusammengehörigkeit prüfen. Die folgenden Kontrollen verwenden die archivierten Sättigungsdrücke und Modellkonstanten. Sie bestätigen Beziehungen innerhalb des gespeicherten Falls; sie messen keine aktuelle SOL-Ausführung und ersetzen keine unabhängige Referenzmessung.

  1. Partialdruck: pw = φ·ps mit φ als Anteil. Aus 58,918583 % und 19 933,037 Pa folgen rund 11 744,263 Pa.
  2. Enthalpie: Mit dem dokumentierten Modell h = 1 004·t + x·(2 501 600 + 1 860·t) ergeben t = 60 °C und x = 0,082772695 etwa 276 541,62 J/kg trockener Luft.
  3. Dichte: Mit v = 1,0833749 m³/kg trockener Luft folgt (1+x)/v = 0,9994442 kg/m³ feuchte Luft. 1/v allein wäre ein anderer Massenbezug.

Rundungen der archivierten Einzelwerte erzeugen kleine Restdifferenzen. Die Dokumentationstests legen konkrete Toleranzen für diese Algebra fest. Die Archiv-Toleranz 0,01 wird nicht ungeprüft als „1 % Modellgenauigkeit“ übersetzt. Gemessene Temperaturunsicherheit und Modellunsicherheit sind zudem eigene Beiträge.

Änderung und Rückweg vorbereiten

Ein späterer Livevergleich kann bei gleichem Gesamtdruck einen geringfügig veränderten Feuchtthermometerwert verwenden, während die Trockentemperatur unverändert bleibt. Beobachten Sie φ, x und h zusammen. Ein bloßes Tauschen beider Thermometer ist kein sinnvoller Änderungsfall. Stellen Sie danach den Ausgangswert wieder her und prüfen Sie die ursprünglichen Eingaben und Ergebnisse. Für eine Rückrechnung ist zuerst zu prüfen, welche Eingabekombination der tatsächliche Modulstand unterstützt; ein beliebiges Umkehren jedes Hilfsfeldes wird hier nicht versprochen.

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Kapitel 14Lehrbeispiel: Zwei Luftströme auf Trockenluftbasis mischen

Analytische MIFL-Kontrollrechnung, kein neuer Modullauf. Zwei stationäre Luftströme mischen sich ohne äußeren Wärmestrom bei gemeinsamem Gesamtdruck von 100 000 Pa. Strom 1 besitzt 30 °C, x1 = 0,010 kg/kg trocken und 2,0 kg/s trockene Luft. Strom 2 besitzt 10 °C, x2 = 0,004 kg/kg trocken und 1,0 kg/s trockene Luft. Für die Lehralgebra gelten konstante cp,L = 1 004 und cp,D = 1 860 J/(kg·K), hv,0 = 2 501 600 J/kg. Der betrachtete Mischzustand wird als ungesättigt behandelt; bei einer Modulausführung ist dies zu prüfen.

Die trockenen Ströme ergeben zusammen 3 kg/s. Wasserbilanz: xM = (2·0,010 + 1·0,004)/3 = 0,008 kg/kg trocken. Mit dem genannten Enthalpieansatz sind h1 = 55 694 J/kg trocken und h2 = 20 120,8 J/kg trocken. Die gewichtete Mischenthalpie beträgt hM = 43 836,2667 J/kg trocken. Umstellen desselben Modells ergibt TM = 23,38201 °C.

Die feuchten Eingangsmassenströme lauten 2,020 und 1,004 kg/s; gemeinsam 3,024 kg/s. Diese Zahlen sind nicht die Gewichte der oben verwendeten trockenluftbezogenen Enthalpien. Würden Sie einfach 30 und 10 °C mit beliebigen Gesamtmassen mitteln oder 50-%-/80-%-Feuchten arithmetisch mischen, wäre die verwendete Bilanz nicht dieselbe.

Als isolierte Änderung verdoppeln Sie nur den trockenen Strom 2 auf 2 kg/s. Dann beträgt xM = 0,007 kg/kg trocken und TM nach derselben Algebra 20,05487 °C. Der Temperaturwert liegt nahe 20 °C, aber wegen unterschiedlicher Wasserbeladung nicht exakt beim einfachen Mittel. Vor einer Weitergabe an Kühler oder Kondensator werden die vollständigen Mischstoffwerte und die Phasenprüfung aktualisiert.

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Kapitel 15JTHO: Eine echte historische Rückrechnung erkennen

Historische JTHO-Referenz vom 27. Juni 2026; nicht neu ausgeführt. Der Fall wählt Erdgas L mit V20 = 2. Vorgegeben sind Druck vor der Drossel V4 = 200 000 Pa absolut, Druck danach V5 = 100 000 Pa absolut und die Temperatur nach der Drossel V3 = 50 °C. Gesucht und im Archiv erwartet ist die Temperatur vor der Drossel V2 = 50,36315 °C. Die Registrierung beschreibt häufig die Vorwärtsaufgabe; dieser konkrete Datensatz ist ausdrücklich eine Rückrechnung.

KomponenteArchivierter Molanteil
N212,6 mol-%
CH482,0 mol-%
CO21,2 mol-%
C2H63,3 mol-%
C3H80,6 mol-%
C4H100,3 mol-%
H2, Pentan, Hexan0 im dokumentierten Vorgabe-/Ergebnisstand

Die sechs positiven Anteile ergeben 100 mol-%. Es sind keine Massenprozente. Das Modell beschreibt eine adiabate Drossel ohne relevante äußere Arbeit beziehungsweise Bewegungs-/Lageenergieänderung als isenthalpen Prozess. „Adiabatisch“ bedeutet nicht allgemein „isentrop“. Ein Druckabfall ist daher nicht mit der Temperaturänderung einer idealisierten Turbinenentspannung gleichzusetzen.

Der Fall ergibt zwischen den gespeicherten Zuständen eine Temperaturabnahme von rund 0,36315 K. Daraus wird kein universeller konstanter Joule-Thomson-Koeffizient für jedes Erdgas und jedes Druckintervall abgeleitet. Zusammensetzung und Zustand beeinflussen den Verlauf. Die Quelle prüft mögliche Zweiphasigkeit und enthält dafür einen Abbruchhinweis.

Vorwärtsprüfung vorbereiten

Eine neue isolierte Prüfung würde V2 auf den archivierten Vorwert setzen, V3 freigeben und beide Drücke sowie Zusammensetzung festhalten. Erwartet wäre die Rückkehr in die Nähe von 50 °C im Rahmen des tatsächlichen Modells und der dokumentierten Toleranz. Dieser Rücklauf wurde hier nicht ausgeführt. Die Quelldatei unterscheidet zudem intern Pa und bar; übertragen Sie Druckwerte nur mit eindeutiger Einheit.

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Kapitel 16NETZ: Ein stationäres Prozessnetz nachvollziehbar aufbauen

NETZ verbindet Wärmeübertrager und Anlagenteile in einem stationären Netz. Laut Registrierung und Quellweg wird der Plan im grafischen NETZ.Plan aufgebaut und mit SOLVNET ausgewertet. Es geht um Stoffströme, Temperaturen, Apparatekopplung und den Netz-Wärmeaustausch. Das hydraulische Rohrnetzmodul RNET aus dem Druckverlustpaket bearbeitet eine andere Aufgabe. Ähnlich klingende Namen bedeuten keine austauschbaren Projektdateien oder identischen Randbedingungen.

Die untersuchte NETZ.Plan-Interaktion enthält Knoten, gerichtete Verbindungen, Massenströme, Eintrittstemperaturen und zusammengehörige Rohr-/Mantelseiten eines Wärmeübertragers. Ein Wärmeübertragerpaar besitzt eine gemeinsame Gruppenzuordnung. Eine grafische Nähe zweier Symbole ersetzt diese Zuordnung nicht. Der wirkliche Editor wird vom Host bereitgestellt; vorhandener Quellcode oder eine archivierte Maske sind kein Beleg eines aktuell verfügbaren Live-Dialogs.

  1. Definieren Sie Eintrittsströme mit Medium, Durchsatz und Zustand sowie Austritte und mögliche Rückführungen.
  2. Ordnen Sie beide Seiten jedes Wärmeübertragers zusammen und verbinden Sie ihre Stoffstromwege in der richtigen Richtung.
  3. Prüfen Sie die Massensummen an Teilungen und Mischstellen. Temperatursummen allein sind keine Energiebilanz.
  4. Ergänzen Sie nur passende Apparatdaten, beispielsweise aus dem zugehörigen WTS- oder AC-Fall, und benennen Sie deren Rechenstand.
  5. Nach dem stationären Lauf prüfen Sie globale Energieerhaltung, Austrittstemperaturen, Richtungen und die lokalen Apparatebedingungen.

Eine numerische Iterationsgrenze ist keine physikalische Genauigkeitsanforderung. Eine konvergierte Rechnung kann auf falscher Topologie beruhen; ein nicht konvergierter Rückführungsfall wird nicht durch beliebiges Erhöhen der Iterationszahl fachlich richtig. Beginnen Sie mit einem übersichtlichen offenen Netz und ergänzen Sie die Rückführung schrittweise. Für diese Ausgabe existiert kein neu ausgeführter NETZ.Plan-/Speicherlauf.

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Kapitel 17Von der Bilanz zum WTS-Apparat und zurück

Eine Wärmebilanz liefert die geforderte Aufgabe, während die vorhandene Apparategeometrie bestimmt, welche Zustände bei gegebenen Bedingungen tatsächlich erreicht werden. WTS zeigt diese Unterscheidung in seinem Betriebskontext. Übernehmen Sie aus einer Bilanz deshalb nicht nur einen Wärmestrom, sondern beide Medien, Durchsätze, Temperaturziele, Druckzustände und die passende Berechnungsrichtung.

Historische echte WTS-Programmaufnahme mit Prozesszuständen und Wärmebilanzkontext123

Unveränderter Frame des freigegebenen WTS-Videos vom 6. September 2026 bei 225 s. Zeigt den WTS-Kontext, keine neu aufgenommene BIL-/PSYC-/MIFL-/JTHO-/NETZ-Maske. Sichtbare Hinweise und eingeschränkte Darstellung bleiben erhalten.

  1. Geänderter vorgegebener Massenstrom auf der Mantelseite.
  2. Mitberechneter Massenstrom der Rohrseite gehört zum selben Fall.
  3. Zieltemperatur und nachgerechnete Temperatur sind getrennt dargestellt.

Das historische WTS-Bild zeigt einen geänderten Mantelmassenstrom und einen dazugehörigen berechneten Rohrmassenstrom. Die eingetragenen Zieltemperaturen und die ausgewiesenen nachgerechneten Temperaturen stehen getrennt. Das Bild ist keine Zusage, dass beide Temperaturpaare austauschbar sind. Enge oder umgestellte Zahlenanzeigen werden hier nicht zu neuen exakten Referenzwerten umgedeutet.

  1. Schreiben Sie Quelle, Ziel, Feld, Einheit, Zustand und Eingabestatus jeder Übergabe auf.
  2. Prüfen Sie, ob das Ziel einen Wert wirklich über eine Verbindung erhält, automatisch aus einem Kindkapitel übernimmt oder manuell gespeist wird.
  3. Ändern Sie eine kleine zulässige Quellvorgabe und beobachten Sie genau den zugehörigen Zielwert sowie den Rechenstatus.
  4. Prüfen Sie danach Bilanzschluss, erforderliche/vorhandene Fläche und die hydraulische Wirkung im Druckverlust-Arbeitsweg.
  5. Stellen Sie den Ausgangsfall wieder her und vergleichen Sie Eingaben, Verbindungen und Ergebnisse.

Diese Schritte sind ein konkreter Prüfplan, kein neu ausgeführter Verbindungsbeleg. Die bereits dokumentierten WTS-Bedienabläufe stehen im WTS Package; die Auswahl der Stoffwerte wird im Fluid-Properties-Handbuch erläutert. NETZ benötigt zusätzlich die tatsächlichen Editor- und Apparatezuordnungen.

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Kapitel 18Verbrennung: Zusammensetzung und Heizwertbasis klären

ABGV, RG und FLAM gehören zum selben Verbrennungszusammenhang, beantworten aber verschiedene Fragen. RG liefert passende Rauchgaswerte, ABGV betrachtet Abgas- und Unvollständigkeitsverluste, FLAM ist als Brennraumberechnung registriert. Die Auswahl beginnt beim wirklichen Brennstoff, seiner Zusammensetzung und dem gefragten Ergebnis. Ein Gasanteil kann auf trockenen oder feuchten Abgaszustand bezogen sein; bei Wasseranteil sind diese Zahlen nicht gleich.

Prüfen Sie für Messwerte, ob CO2 und CO als Anteil, Volumenprozent oder andere Bezugsgröße vorliegen. Die ABGV-Moduleinheit der geprüften Anteile ist dimensionslos. 10 % entspricht numerisch 0,10 als Anteil, wenn dieser Eingabeweg diese Basis verlangt. Übernehmen Sie keine Analysatoranzeige allein nach dem sichtbaren Zahlenwert. Auch ein Sauerstoffbezug oder eine Feuchtekorrektur darf nicht zweimal angewendet werden.

Heizwert und Brennwert unterscheiden sich unter anderem durch den Wasserzustand der betrachteten Verbrennungsprodukte. Eine darauf bezogene Verlust- oder Wirkungsgradzahl ist ohne diese Basis nicht vergleichbar. Die geprüfte ABGV-Definition nennt für V5 J/kg; MJ/kg und kJ/kg benötigen entsprechende Umrechnung. Ein Testarchiv mit einem unplausiblen Zahlenwert wird nicht als reale Brennstoffempfehlung verwendet.

Dokumentieren Sie Brennstoffdatenfassung, Messzustand, Gasbasis, Temperatur, Verbrennungsluftfeuchte und Referenzbedingungen gemeinsam. Ein niedriger rechnerischer Abgasverlust ist nur ein Teil der Anlagenbewertung. Brennraumgrenzen, Stoffumsetzung, Wärmeübertragung und gegebenenfalls vorgeschriebene Messverfahren benötigen ihren eigenen Nachweis. Diese Paketübersicht behauptet keine vollständige aktuelle Norm- oder Emissionsprüfung.

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Kapitel 19Kühlung, Rezirkulation und zeitabhängige Prozesse

KONR, PLRE und KPRE bilden unterschiedliche Entscheidungen bei der Wärmeabfuhr ab. KONR verknüpft Kondensatorrohrzahl und Kühlfläche mit Wärmelast, Kühlwasser und Geometrie. PLRE betrachtet die Rückführung warmer Luft zum Luftkühler; dadurch kann die tatsächlich angesaugte Luft wärmer als die freie Umgebung sein. KPRE bewertet einen wirtschaftlichen Vergleich von Trocken- und Nasskühlung mit den jeweils dokumentierten Kostendaten.

Diese Aufgaben werden nicht durch eine einzige unveränderliche „Umgebungstemperatur“ erledigt. Halten Sie fest, ob eine Temperatur Wetterrandbedingung, lokale Ansaugluft, Kühlwassereintritt, geforderter Austritt oder aus vorhandener Geometrie berechneter Austritt ist. Wirtschaftliche Eingaben wie Preise, Annuität und Jahresnutzung erhalten ein Datum und eine Szenariobeschreibung. Das Handbuch empfiehlt keine aktuellen Marktpreise.

Historische echte WTS-Programmaufnahme mit Prozesszuständen und Wärmebilanzkontext123

Unveränderter Frame des freigegebenen WTS-Videos vom 6. September 2026 bei 104 s. Zeigt den WTS-Kontext, keine neu aufgenommene BIL-/PSYC-/MIFL-/JTHO-/NETZ-Maske. Sichtbare Hinweise und eingeschränkte Darstellung bleiben erhalten.

  1. Innen- und Außenstrom im wirklichen WTS-Betriebskontext.
  2. Eintritts- und Austrittstemperaturen zu ihren Seiten zuordnen.
  3. Mantelaustritt: Zieltemperatur und nachgerechneten Zustand bei der Übergabe unterscheiden.

TIME behandelt zeitabhängiges Aufheizen und Abkühlen. Ein Anfangswert, eine Speichermasse beziehungsweise Wärmekapazität und der zeitabhängige Wärmeübergang oder Wärmestrom sind dabei entscheidend. Eine stationäre Endtemperatur sagt noch nichts darüber, wann sie erreicht wird. Für den einfachsten idealisierten homogenen Körper mit konstantem UA und mc gilt τ = mc/(UA); bei Phasenwechsel, großen inneren Gradienten oder wechselnder Umgebung müssen andere Annahmen geprüft werden.

Eine solche Zeitkonstante ist hier eine fachliche Orientierung, kein behaupteter vollständiger TIME-Algorithmus. Vor dem Einsatz werden die wirkliche Modulvariante, Anfangsbedingungen, Geometrie und zulässigen Vereinfachungen geprüft. Ein zuvor stationär berechneter WTS- oder NETZ-Fall wird nicht allein durch eine Zeitangabe zu einem belastbaren transienten Modell.

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Kapitel 20Bilanzfehler und widersprüchliche Zustände finden

BeobachtungGezielte Prüfung
Beide BIL-Wärmeströme haben dasselbe VorzeichenInnen/außen, Ein-/Austritt und Verlustterm mit der Quellgleichung vergleichen.
Leistung stimmt, Fläche nichtΔT-Paarung, FN-Doppelkorrektur, k-Flächenbasis und vorhandene/erforderliche Fläche prüfen.
Temperatur reagiert nicht auf ÄnderungGesuchte Größe eventuell festgelegt, verbunden oder noch nicht neu berechnet.
Feuchtewert um Faktor 100 falschProzentanzeige gegen dimensionslosen Anteil prüfen.
Enthalpiestrom beim Mischen falschJ/kg trocken mit Trockenluftmassenstrom gewichten; Gesamtmasse nicht verwechseln.
Dichte passt nicht zu 1/vTrockenluftbasis; ρfeucht = (1+x)/v prüfen.
JTHO-Ergebnis scheint falsche Richtung zu zeigenVor/nach-Drossel-Felder und welche Temperatur tatsächlich vorgegeben war prüfen.
ZweiphasenmeldungModellgrenze ernst nehmen; keine Weitergabe als validen Gaszustand.
NETZ konvergiert, Ergebnis dennoch unplausibelTopologie, Wärmetauscherpaarung, Randbedingungen und Gesamtenergie prüfen.
Gespeicherte Kurve liefert unerwartete WerteZusammensetzung, Druck, Einheiten, Datenfassung und Interpolationsbereich vergleichen.

Beginnen Sie bei der ersten Größe, die nicht zur Aufgabenbeschreibung passt. Eine falsche Zusammensetzung muss vor der Korrektur einer Enthalpie erklärt werden. Ein fehlerhafter Temperaturbezug muss vor einer Flächenoptimierung geklärt werden. Das willkürliche Festsetzen mehrerer Ergebniswerte kann einen Fehler verdecken, erzeugt aber keine zusätzliche physikalische Information.

Vergleichen Sie Normalfall und Änderung über wenige sinnvolle Größen: Massenbilanz, Wärmestrom, Temperaturpaar, Feuchtebasis, Phase und relevante Geometrie. Meldungen, leere Werte und nicht abgeschlossene Rechenzustände gehören zum Befund. Ein gespeicherter alter Wert wird nicht als neu berechnetes Ergebnis dokumentiert.

Bei einer echten Abweichung zwischen Programmständen sichern Sie den kleinsten reproduzierbaren Fall mit Quellen, Modulfassung und Eingabestatus. Dieses Handbuch verändert keine Rechenmodule; eine Laufzeitdiagnose ist ein eigener Auftrag und darf historische Belege nicht stillschweigend überschreiben.

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Kapitel 21Speichern, wiederöffnen und Ergebnisse freigeben

Speichern Sie den nativen Fall zusammen mit einer verständlichen Aufgabenbeschreibung. Dazu gehören Stoffdateien oder deren eindeutige Fassung, Kurven, Verbindungen, Randbedingungen und die Rolle aller wesentlichen Eingaben. Ein Bericht mit Endzahlen ist eine wichtige Momentaufnahme, aber nicht automatisch ein vollständiges Modellarchiv. Die beigefügte examples.json dokumentiert Regressionen; sie ist kein direkt ladbares SOL-Projekt.

  1. Sichern Sie den gerechneten Normalfall und notieren Sie Stoffzustand, Einheiten, Eingabestatus und Quellen.
  2. Erstellen Sie eine Änderung unter eigenem Namen. Bewahren Sie die Referenz auf.
  3. Öffnen Sie eine dafür vorgesehene Kopie erneut. Vergleichen Sie Vorgaben, freie Größen, Verbindungen und Ergebnisse.
  4. Bei NETZ vergleichen Sie zusätzlich Knoten, Verbindungen, Paare und Eintrittsrandbedingungen. Bei KOKU/RKS vergleichen Sie Zusammensetzung, Druck und Kurvendaten.
  5. Ändern Sie eine kleine zulässige Größe und stellen Sie sie zurück. Prüfen Sie sowohl Reaktion als auch Rückkehr zur Referenz.
  6. Übergeben Sie den Fall mit den geltenden Modellgrenzen und noch offenen Nachweisen.

Dieser Ablauf ist eine vorbereitete Abnahmevorlage. Neue BIL-/PSYC-/MIFL-/JTHO-/NETZ-Speicher-, Verbindungs- oder Wiederöffnungsläufe wurden für diese Ausgabe nicht ausgeführt. Auch die historische JTHO-Rückrechnung ist kein Beleg eines neu ausgeführten Vorwärtsrücklaufs. Die ursprünglichen Regressiondateien bleiben unverändert.

Vor einer fachlichen Freigabe prüfen Sie, ob nicht nur die Algebra, sondern die gesamte Aufgabe erfüllt ist: Bilanzschluss, Temperaturziel, Phase, Stoffwertbereich, benötigte Fläche, geeignete Hydraulik und konsistente Netzbedingungen. Für wirtschaftliche Ergebnisse kommen Kostenstand und Annahmen hinzu. Ein erfolgreicher Softwarestatus und ein technisch akzeptierter Prozessfall sind verschiedene Aussagen.

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Kapitel 22Felder und Bezugsgrößen nachschlagen

Die Auswahl umfasst 110 konkrete Kennungen. Mehrere Werte einer Zeile folgen der angegebenen Reihenfolge. Moduleinheiten stammen aus den geprüften Definitionen; Anzeigeeinheiten können davon abweichen. Einheiten wie J/kg erhalten erst durch die richtige Bezugsmasse eine eindeutige Bedeutung. Die Liste ist keine Anweisung, sämtliche Felder gleichzeitig als Eingabe zu sperren.

BIL

FeldGrößeModuleinheitRolle und Hinweis
BIL: V1 / 2Massenstrom innen/außenkg/sReale Prozessströme mit eindeutigem Vorzeichenkonzept.
BIL: V3 / 4 / 5 / 6Volumenströme / Dichtenm³/s / m³/s / kg/m³ / kg/m³V̇ = ṁ/ρ; gleiche Zustandsbasis verwenden.
BIL: V7 / 8WärmekapazitätenJ/(kg·K)Mittlere oder begründet konstante Werte.
BIL: V9 / 10 / 11 / 12Ein-/Austritt innen, Ein-/Austritt außen°CInnen/außen nicht automatisch heiß/kalt.
BIL: V13 / 14 / 15Wärmeströme innen/außen / VerlustWQuellgleichung V13 + V14 = V15; Vorzeichen prüfen.
BIL: V16 / 17WärmeübergangskoeffizientenW/(m²·K)Von Wandwärmeleitfähigkeit und Gesamt-k unterscheiden.
BIL: V18 / 19 / 20Wandwärmeleitfähigkeit / Dicke / FoulingW/(m·K) / m / m²·K/WPassende Geometrie- und Flächenbasis.
BIL: V21 / 22 / 23Erforderliche Fläche / ΔTlog / Gesamt-km² / K / W/(m²·K)A = |Q/(k ΔT)| im geprüften Weg.
BIL: V24 / 25 / 26Außen-/Innendurchmesser / Strömungsartm / m / −Gegen=1, Gleich=2, Kreuz=3 in V26.
BIL: V29 / 30Mittlere Berechnungstemperaturen°CQuellseitig gesperrte abgeleitete Größen.
BIL: V31 / 32Wandtemperaturen°CAus dem richtigen Wärmefluss und Flächenbezug.
BIL: V33 / 34 / 35 / 36Latente Enthalpien / PhasenanteileJ/kg / J/kg / − / −Sonderweg; sensible Bilanz alleine reicht dort nicht.
BIL: V39 / 40 / 41FN-Faktor / Eintrittsdrücke− / Pa / PaBauform- und Stoffzustandsbezug erhalten.
BIL: V45 / 46 / 47 / 48Rohrzahl / Länge / vorhandene Fläche / Reserve− / m / m² / %Reserve ist abgeleitet; negative Reserve bleibt sichtbar.

PSYC

FeldGrößeModuleinheitRolle und Hinweis
PSYC: V6 / 7Feucht-/Trockenthermometer°CMaskenbezug; keine frei vertauschbaren Zustände.
PSYC: V8 / 9GesamtdruckPaAbsoluter Luftdruck; V9 folgt V8 im Quellweg.
PSYC: V10 / 11Relative Feuchte%V10: gesättigter Referenzzustand; V11: Luftzustand.
PSYC: V18 / 19 / 20 / 21Sättigungs-/PartialdrückePaPartialdruck ist nicht der Gesamtdruck.
PSYC: V22 / 23 / 24 / 25Feuchtegrade / Sättigungsfeuchtegradekg/kgWasser je kg trockener Luft.
PSYC: V26 / 27Sättigungsgradx/xs; nicht numerisch mit relativer Feuchte gleichsetzen.
PSYC: V28 / 29Spezifische EnthalpieJ/kgBezugsmasse ist trockene Luft.
PSYC: V30 / 31Spezifisches Volumenm³/kgVolumen je kg trockener Luft.
PSYC: V32 / 33Dichte feuchter Luftkg/m³(1+x)/v, nicht einfach 1/v.

MIFL

FeldGrößeModuleinheitRolle und Hinweis
MIFL: V6 / 7 / 8Eintritts- und Mischungstemperaturen°CGemeinsam mit Zustand und Stoffströmen.
MIFL: V12 / 13 / 14GesamtdrückePaMischstelle und Druckangleichung klären.
MIFL: V15 / 16 / 17Relative Feuchten%Nicht arithmetisch mitteln.
MIFL: V24 / 25 / 26Feuchtegradekg/kgTrockenluftbasis; mögliche Flüssigphase unterscheiden.
MIFL: V30 / 31 / 32Feuchtluftmassenströmekg/sVon Trockenluftmassenströmen getrennt.
MIFL: V33 / 34 / 35Trockenluftmassenströmekg/sGewichte der Enthalpiebilanz.
MIFL: V48 / 49 / 50EnthalpienJ/kgJe kg trockener Luft.
MIFL: V54Kondensierter Wasserstromkg/sStationärer Massenstrom, kein gespeichertes kg-Inventar.
MIFL: V61 / 62 / 63Volumenströmem³/sZu den jeweiligen lokalen Zuständen.

JTHO

FeldGrößeModuleinheitRolle und Hinweis
JTHO: V2 / 3Temperaturen vor/nach Drossel°CHistorischer Fall gibt V3 vor und sucht V2.
JTHO: V4 / 5Drücke vor/nach DrosselPaAbsolut; Quelle wandelt intern in bar um.
JTHO: V6 / 7 / 8 / 9 / 10 / 11N2 / CH4 / CO2 / C2H6 / C3H8 / C4H10mol-%Zusammensetzung und Summe prüfen.
JTHO: V20ErdgasauswahlHistorischer Fall verwendet Erdgas L = 2.
JTHO: V22 / 24 / 25H2 / Pentan / Hexanmol-%Weitere Komponenten nicht stillschweigend weglassen.

ABGV

FeldGrößeModuleinheitRolle und Hinweis
ABGV: V1 / 2Gemessene CO2-/CO-AnteileBezugsbasis trocken/feucht und Anteil/% unterscheiden.
ABGV: V3 / 4 / 5Abgastemperatur / Luftfeuchte / Heizwert°C / kg/kg / J/kgZustands- und Heizwertbasis dokumentieren.
ABGV: V10 / 12Abgas-/UnvollständigkeitsverlustErgebnisgröße, kein automatisch freigegebener Wirkungsgrad.
ABGV: V26BrennstoffauswahlZum tatsächlichen Brennstoff und Datenstand passend.

NETZ besitzt zusätzlich grafische Knoten-/Verbindungsdaten und wiederholte Wärmeübertragergruppen. Diese werden über den konkreten Planeditor verwaltet; eine lange Liste seiner internen Feldnummern wäre kein Ersatz für die Topologie. Für Modellgrenzen siehe NETZ-Kapitel.

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Kapitel 2320 häufige Fragen zu Prozessrechnungen

Was kann BIL tatsächlich bilanzieren?

Der geprüfte Umfang ist ein Wärmeübertrager mit Innen- und Außenstrom samt thermischer Fläche und Geometrie. Der kurze Name bedeutet nicht, dass beliebige Reaktionen oder komplette Anlagenfließbilder automatisch gelöst werden.

Ist innen immer der heiße Strom?

Nein. Innen/außen beschreibt die Apparatezuordnung. Temperatur und Wärmefluss legen fest, welche Seite aufheizt oder abkühlt. Eine richtige Seitenzuordnung muss auch in Kindmodulen und Ergebnissen erhalten bleiben.

Warum ist ein Wärmestrom negativ?

Mit Q̇ = ṁ(hout−hin) ist die Abkühlung eines Stroms negativ. Ein positiver übertragener Betrag und eine vorzeichenbehaftete Strombilanz sind unterschiedliche Darstellungen und müssen gekennzeichnet sein.

Darf ich V15 einfach als positiven Verlust setzen?

Prüfen Sie die Quellgleichung V13 + V14 = V15 und den gewünschten physikalischen Richtungssinn. Das Wort Verlust alleine legt das algebraische Vorzeichen nicht fest. Der Lehrfall verwendet null.

Wann ist Q̇ = ṁcpΔT ausreichend?

Wenn das gewählte mittlere oder konstante cp den Zustandspfad geeignet beschreibt und keine übersehene latente Wärme hinzukommt. Bei ausgeprägter Stoffwertänderung oder Phasenwechsel verwenden Sie passende Enthalpiedifferenzen.

Bedeutet Bilanzschluss eine ausreichende Fläche?

Nein. Beide Ströme können dieselbe Last abgeben und aufnehmen, während die vorhandene Fläche kleiner als die erforderliche ist. Prüfen Sie ΔT, Gesamt-k, Fläche und nachgerechnete Zustände zusätzlich.

Was bedeuten gleiche Endtemperaturdifferenzen?

Bei gleichen positiven Enddifferenzen hat LMTD einen wohldefinierten Grenzwert: genau die gemeinsame Differenz. Eine direkte 0/0-Form der Formel ist kein Beweis, dass der Prozess unmöglich ist.

Warum darf FN nicht zweimal angewendet werden?

Ein bereits korrigiertes ΔT enthält den Effekt der Anordnung. Eine zweite Multiplikation verkleinert die treibende Differenz erneut und verändert die Fläche ohne neue physikalische Grundlage.

Ist die Feuchttemperatur der Taupunkt?

Nein. PSYC verwendet die Messung am befeuchteten Thermometer eines Aspirationspsychrometers. Taupunkt bezeichnet eine andere Zustandsgröße. Die Eingabewerte müssen dem tatsächlich gemeinten Messverfahren entsprechen.

Sind die zwei PSYC-Spalten Ein- und Austritt?

Sie beschreiben den feuchten Referenzzustand und den trockenen Thermometer-/Luftzustand. V6 und V7 sind deshalb nicht beliebig austauschbare Prozessstellen. Das historische Beispiel verwendet 50 °C feucht, 60 °C trocken.

Sind relative Feuchte und Sättigungsgrad gleich?

Nein. Die relative Feuchte verwendet den Partialdruckbezug, der Sättigungsgrad x/xs. Im historischen PSYC-Fall stehen etwa 58,919 % relativer Feuchte einem Sättigungsgrad von 0,53433 gegenüber.

Warum ist 1/v nicht die Feuchtluftdichte?

Das spezifische Volumen ist hier je kg trockener Luft angegeben. Für Gesamtmasse feuchter Luft muss der Wasseranteil hinzukommen: ρ = (1+x)/v. Der kg-Bezug entscheidet.

Welche Massenströme gewichten die MIFL-Enthalpie?

Die Trockenluftmassenströme gewichten die trockenluftbezogenen Enthalpien. Gesamtmassenströme feuchter Luft benötigen vorher die passende Umrechnung. Diese Unterscheidung bleibt auch bei Änderungen der Feuchte bestehen.

Darf ich relative Feuchten mitteln?

Nicht als allgemeine Mischungsregel. Wasser und Energie werden auf konsistenter Massenbasis bilanziert; daraus folgt der Mischzustand. Relative Feuchte hängt zusätzlich von Temperatur und Druck ab.

Ist MIFL V54 eine gespeicherte Wassermenge?

Die geprüfte Moduleinheit ist kg/s. V54 beschreibt einen kondensierten Wasserstrom im stationären Ansatz. Eine gesammelte Menge in kg benötigt Zeitintegration und eine passende Abscheide-/Speicherbilanz.

Warum steigt im JTHO-Archiv die Temperatur auf 50,36315 °C?

Der Wert ist die gesuchte Temperatur vor der Drossel. Danach sind 50 °C vorgegeben. Es ist eine Rückrechnung und keine Vorwärtsbehauptung, dass dieses Erdgas bei Entspannung wärmer wird.

Bedeutet adiabatisch auch isentrop?

Nicht allgemein. Eine Drossel kann ohne äußeren Wärmestrom irreversibel arbeiten. Der hier behandelte JTHO-Weg ist isenthalp unter seinen Annahmen, keine ideale Turbinenentspannung.

Kann ich JTHO bei Zweiphasenmeldung weiterverwenden?

Der untersuchte Quellweg sieht einen Abbruch bei erkannter Gas-/Flüssigkeits-Zweiphasigkeit vor oder nach der Drossel vor. Klären Sie den geeigneten Phasen-/Prozessweg; ignorieren Sie die Meldung nicht.

Ist NETZ das hydraulische RNET?

Nein. NETZ behandelt das stationäre Wärmeübertrager-/Anlagennetz, RNET die Rohrnetzhydraulik. Daten, Topologie und Randbedingungen müssen dem jeweiligen Modell zugeordnet werden. Die Editoren sind nicht austauschbar.

Was ist in diesem Handbuch aktuell geprüft?

Quellen, Paketmitgliedschaft, historische Beispieldaten, unabhängige Algebra und die statische DE/EN-Oberfläche sind geprüft. Neue Einzelmodul-, Verbindungs-, Editor- und Wiederöffnungsläufe sind keine behauptete Leistung dieser Ausgabe.

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Kapitel 24Begriffe und Übergabedaten kompakt

BegriffBedeutung
StationärKeine relevante zeitliche Speicherung im betrachteten Bilanzraum.
InstationärZustand und gespeicherte Masse/Energie ändern sich mit der Zeit.
Sensible WärmeEnthalpieänderung, die im gewählten Modell mit Temperaturänderung erfasst wird.
Latente WärmeEnthalpieanteil des Phasenwechsels.
EnthalpiereferenzFestgelegte Bezugslage; für kombinierte Daten konsistent halten.
TrockenluftbasisGröße je Masse trockener Luft; Wassermasse wird separat geführt.
Relative FeuchteVerhältnis Wasserpartialdruck/Sättigungsdruck im angegebenen Modell.
FeuchtegradWasserbeladung je kg trockener Luft.
SättigungsgradVerhältnis x/xs, nicht allgemein gleich relativer Feuchte.
TaupunktTemperatur des beginnenden Sättigungszustands beim passenden Abkühlweg.
IsenthalpSpezifische Enthalpie bleibt im betrachteten Zustandswechsel gleich.
AdiabatischKein Wärmeaustausch über die festgelegte äußere Grenze.
Korrekturfaktor FNZu einer Anordnung gehörige Korrektur der Temperaturdifferenz.
Auslegung / NachrechnungErforderliche Geometrie suchen / vorhandene Geometrie auf ihren Betrieb prüfen.
BilanzrestVerbleibende Differenz der bilanzierten Größen, mit Vorzeichen und Skalierung.

Bei einer Übergabe an das nächste Modul reichen Wert und Einheit selten aus. Nennen Sie zusätzlich Stoffname, Zusammensetzung, Phase, Druckbezug, Bezugsmasse, Zustandsstelle, Datenfassung und Rechenrichtung. Für einen Apparat kommen Geometrie und Flächenbasis hinzu; für ein Netz Topologie und Randbedingungen; für eine Kurve Achsen und Gültigkeitsbereich.

Die 15er-Paketzuordnung bleibt erhalten, auch wenn BIL und FN eng mit dem Wärmeübertragungspaket zusammenarbeiten. Querverweise führen zu ergänzenden Handbüchern und ändern die tatsächliche Modulmitgliedschaft nicht. Die Einzelhandbücher aller Sondervarianten bleiben unabhängig von dieser vollständigen Paketlandkarte.

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Kapitel 25Quellen, Bildherkunft und geprüfter Umfang

Web-Stand: main13.0 / 1cd12e8b173ba72aa5c95c98a14772b7ee537997. All-Dev-Stand: fix-iteration/v10 / 40606b705b2df95e550ffef5e98ab733ccc66229. Das Quelleninventar hält Paketmitgliedschaft, registrierte Aufgaben, untersuchte BIL-/PSYC-/MIFL-/JTHO-/ABGV-/NETZ-Definitionen, Masken und ausgewählte Rechenwege mit SHA-256 fest. Die Dateiprüfsummen identifizieren den tatsächlichen untersuchten Stand auch bei lokal verändertem Arbeitsbaum.

Die historischen Beispieldaten stammen aus den Repository-Regressionen PSYC vom 6. Mai 2026 und JTHO vom 27. Juni 2026. Eingaben, abgeleitete Defaults, Erwartungen, Originalpfade und Prüfsummen bleiben unterscheidbar. Der JTHO-Fall ist eine Rückrechnung mit vorgegebener Austrittstemperatur. Keine der beiden Regressionen wurde während dieser Arbeit neu in SOL ausgeführt. Ursprünglicher Plugin-Build und umfassende Desktop/Web-Parität sind nicht unabhängig belegt.

Fachliche Primärquellen

Illustration und Verifikation

Die beiden Bilder sind unveränderte Frames aus dem freigegebenen WTS-Video vom 6. September 2026 bei 104 und 225 s. Bildherkunft enthält Originalprüfsummen und Aufnahmekontext. Nummerierungen liegen separat über den Bildern. Sie zeigen echte Prozessdaten im WTS-Kontext, keine neuen Einzelmodulmasken oder NETZ-Editorabnahme.

Die Dokumentationsprüfungen kontrollieren Algebra, Quellenintegrität, Kapitel, Links, Bilder, Sprache, Suche, Mobilansicht und Offlinebetrieb. Sie zertifizieren keine Rechenengine. Neue Modul-, Verbindungs-, Kurvenimport-, Editor- und Speicher-/Wiederöffnungsläufe bleiben eigene Ausführungsnachweise. Die 15er-Paketlandkarte ist vollständig; die selbstständigen Vollhandbücher aller Mitglieder und Varianten sind damit nicht abgeschlossen. Das Manifest nennt den Umfang.

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