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Che cosa
è CYCTHERM
CYCTHERM è un
software per la simulazione dei processi termodinamici idoneo anche per
quelli strutturati in cicli complessi. CYCTHERM esegue il bilancio termico
del processo e l'analisi di Secondo
Principio adottando il concetto di exergia che è applicato
con i metodi ingegneristici piu’ avanzati.
Come
funziona ?
CYCTHERM riconosce un
insieme di processi termodinamici elementari ognuno dei quali è
realizzato nella pratica da un componente meccanico specifico. L’architettura
del programma consente di collegare insieme i componenti
termo-meccanici che realizzano il processo con la piu’ ampia
flessibilita’. Una interfaccia grafica Windows molto versatile
consente la costruzione rapida di diagrammi di flusso complessi.
Dopo aver disegnato il diagramma di
flusso e specificato i parametri di processo, CYCTHERM risolve le
equazioni che governano i bilanci di massa e di energia; quindi
esegue il bilancio exergetico.
•
Disegnare il diagramma di flusso
Quando CYCTHERM viene avviato, sullo schermo del PC appare la
finestra che contiene l'area grafica dove deve essere disegnato il
diagramma di flusso del processo.
Per disegnare il diagramma occorre riconoscere quali sono i componenti del programma che simulano quelli
reali.
La versione attuale mette a disposizione dell'utente 25
componenti che consentono la simulazione della maggior parte dei processi
termici. Un componente è rappresentato da una icona o da un frame
e può essere collocato ovunque all'interno dell'area grafica.
Per connettere funzionalmente un componente con un altro, occorre
riconoscere quali sono le porte, di ingresso/uscita dei materiali, da connettere.
Si considera prima
il componente a monte, si punta con il mouse la porta da connettere e si
clicca. Si considera
quindi il componente a valle, si punta la porta da connettere al componente a
monte e si clicca. La rappresentazione della porta cambia colore e una linea
punteggiata, fatta di tre segmenti, che connette le porte cliccate compare
sull'area grafica.
Lo stile,
la forma e il colore della linea che rappresenta
una connessione possono essere facilmente personalizzate. Altre opzioni
sono disponibili per personalizzare il disegno del diagramma di flusso.
• Stabilire
le condizioni operative
Le condizioni operative del processo sono definite
stabilendo i parametri di processo e i parametri di controllo. I parametri
di processo sono attributi dei componenti che ne determinano le
prestazioni. I parametri di controllo stabiliscono le modalità di
esecuzione del calcolo.
I parametri di controllo sono quelli che specificano la
modalità di esecuzione dei calcoli. Tra i parametri di controllo sono
compresi il numero di iterazioni e le condizioni chimico-fisiche
ambientali.
Il modo operativo standard di CYCTHERM
è il modo diretto
o esplicito del calcolo delle prestazioni. Ciò significa che l'utente deve
specificare le proprietà di tutti i materiali che entrano nel sistema,
oltre ai parametri che controllano le prestazioni dei componenti, e la
procedura di calcolo risolve le equazioni che governano i bilanci di massa e
di energia.
Potete anche risolvere i
problemi impliciti abilitando una apposita opzione dei parametri di
controllo oppure, o anche, potete eseguire uno studio di sensibilità.
• Analizzare i risultati
Potete accedere ai dati generati durante l'esecuzione del
programma con le specifiche
procedure che facilitano l'interpretazione dei risultati, ma potete pure accedere direttamente i file ASCII dove i dati
sono registrati.
Potete estrarre i risultati in base a quattro criteri di estrazione denominati: Component,
Connection, Global, Exergy accounting.
Selezionando Connection
potete vedere le proprietà dei materiali nelle connessioni del diagramma di
flusso; selezionando Component
potete accedere alle proprietà dei
materiali alle porte di ingresso/uscita dei componenti.
Quando selezionate Connection
o Component la
connessione o il componente selezionato è evidenziato sul diagramma di flusso.
Potete stampare, salvare e diagrammare i risultati mostrati.
Potete
rappresentare su un diagramma termodinamico
appropriato lo stato fisico del fluido che scorre in una connessione
oppure lo stato fisico dello stesso fluido in molte connessioni. Potete
impiegare i diagrammi Temperatura-Entropia o Entalpia-Pressione con i fluidi
reali a due fasi, oppure altri appropriati diagrammi con altri fluidi.
I
diagrammi sopra citati sono interattivi: un doppio clic in un punto avvia il
calcolo delle proprietà termodinamiche di quel punto.
Altre rappresentazioni grafiche dei risultati sono
possibili: potete disegnare
il diagramma della temperatura in funzione del carico termico dei componenti Closed
Feedwater, Surface
Condenser e Heat Recovery Steam Generator oppure potete disegnare grafici
cartesiani di grandezze specifiche quando vengonoi esaminati i risultati di uno studio di
sensibilità.
Quali sistemi ?
CYCTHERM riconosce una ampia famiglia di materiali che
include i gas ideali come pure l'aria umida e le miscele di gas ideali con
acqua, alcuni fluidi reali a due fasi, quali l'acqua, i refrigeranti, il
biossido di carbonio ecc. Ovviamente CYCTHERM riconosce i combustibili piu' comuni e la miscela di acqua con ammoniaca. Tale vasta famiglia di
fluidi e la struttura modulare del programma consentono la simulazione di
moltissimi tipi di processi, tra i quali sono compresi quelli
termoelettrici convenzionali e non come i cicli HAT e Kalina.
CYCTHERM
risolve problemi diretti e indiretti (impliciti o di tipo If... Then) e risolve anche studi di scenario
o di analisi di sensibilità.
CYCTHERM
è caratterizzato da una architettura aperta che rende agevole
l'estensione del programma a trattare nuovi componenti e nuovi fluidi.
Dove
può aiutare ?
CYCTHERM
è utile in fase di progettazione concettuale
di un processo e negli studi di ottimizzazione. Può anche essere
utilizzato per valutare le prestazioni e i miglioramenti di un processo
esistente. Infine può essere impiegato come strumento didattico a livello
universitario nel campo della termodinamica dei sistemi.
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