/**
* Mit dieser Methode kann ein Massenelement eines Gases mit der Temperatur T_m der Zone mit der
* Temperatur T_Zone zugemischt werden. Die sich ergebende Mischungstemperatur wird für
* VERÄNDERLICHE CVs und ein adiabates System nach dem ersten HS berechnet. Das Volumen der Zone
* bleibt Konstant --> das zugemischte Massenelement leistet Verschiebearbeit!
*
* @param m_Zu --> zugemischtes Massenelement [kg]
* @param T_Zu --> Temperatur des zugemischten Massenelements [K]
* @param s_Zu --> Zusammensetzung des Massenelements
*/
public void massenElementZumischenKonstVol(double m_Zu, double T_Zu, Spezies s_Zu) {
// adiabate Mischungstemperatur nach dem ersten Hauptsatz
double Tm = 278.15, U1, U_zu, U1m, U_zum, Cvm1, Cv_zum, F, dF, Tm_buffer;
U1 = gg_Zone.get_u_mass(T_Zone) * m_Zone;
U_zu = s_Zu.get_u_mass(T_Zu) * m_Zu;
int idx = 0;
// Newtonverfahren für F(Tm)= U1(T1)+U2(T2)-U1(Tm)-U2(Tm)=0
// mit dF/dT=-m1*Cv1(Tm)-m2*Cv2(Tm)
do {
Tm_buffer = Tm;
U1m = gg_Zone.get_u_mass(Tm) * m_Zone;
U_zum = s_Zu.get_u_mass(Tm) * m_Zu;
Cvm1 = gg_Zone.get_cv_mass(Tm) * m_Zone;
Cv_zum = s_Zu.get_cv_mass(Tm) * m_Zu;
F = U1 + U_zu - U1m - U_zum;
dF = -Cvm1 - Cv_zum;
Tm = Tm - F / dF;
idx++;
} while (idx < 1000 && Math.abs(Tm - Tm_buffer) > 0.1);
if (idx >= 1000) {
try {
throw new MiscException("t");
} catch (MiscException me) {
me.log_Warning("Mangelnde Konvergenz bei der Berechnung der Mischungstemperatur");
}
}
T_Zone = Tm;
// dieser Aufruf muss nach der Temperaturberechnung erfolgen da sich hier die Masse der Zone
// ändert
massenElementZumischen(m_Zu, s_Zu);
}
public static Zone zonenMischen(CasePara cp, Zone z1, Zone z2, boolean burns, int ID) {
double p = z1.get_p(); // fuer beide Zonen gleich
double m1 = z1.get_m();
double T1 = z1.get_T();
double V1 = z1.get_V();
Spezies s1 = z1.get_ggZone();
double m2 = z2.get_m();
double T2 = z2.get_T();
double V2 = z2.get_V();
Spezies s2 = z2.get_ggZone();
// Erzeugen einer Spezies die durch die Mischung der beiden ZonenSpezies entsteht
GasGemisch s0 = new GasGemisch("zonenGemisch");
Hashtable<Spezies, Double> ht0 = new Hashtable<Spezies, Double>(3);
double mGes = m1 + m2;
ht0.put(s1, m1 / mGes);
ht0.put(s2, m2 / mGes);
s0.set_Gasmischung_massenBruch(ht0);
// Berechnung der Mischungstemperatur
// 1.HS --> Kontrollraumgrenze wird um beide Zonen gelegt
// Dann gilt: Umisch=U1+U2;
double Umisch = m1 * s1.get_u_mass(T1) + m2 * s2.get_u_mass(T2);
// Berechnung der Temperatur bei der die innere Energie von Spezies s0=Umisch ist.
// Dies entspricht der Mischungstemperatur
double T0 = s0.get_T4u_mass(Umisch / mGes);
// Das Volumen beider Zonen wird addiert
double V0 = V1 + V2;
// Test ob alles stimmt
double pV = z1.get_p() * V0;
double mRT = mGes * T0 * s0.get_R();
double T =
(m1 * s1.get_cv_mass(T1) * T1 + m2 * s2.get_cv_mass(T2) * T2)
/ (m1 * s1.get_cv_mass(T1) + m2 * s2.get_cv_mass(T2));
double deltaT = (T - T0) / T0 * 100;
double T3 = pV / mGes / s0.get_R();
double mRT2 = mGes * T * s0.get_R();
double mRT3 = mGes * T3 * s0.get_R();
// Fazit ueber die Gasgleichung geht es auch und zwar viel einfacher und genauer!
Zone z0 = new Zone(cp, p, V0, T0, mGes, s0, burns, ID);
return z0;
}
public void set_dm_ein(double dm_zu, double T_zu, Spezies spez_zu) {
if (dm_zu < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"Es wurde versucht die Methode \"set_massenstrom_ein()\" "
+ "mit einen negativen Massenstrom aufzurufen");
}
if (dm_zu != 0) { // wenn die Masse null ist mach garnichts
// Berechnen des Energiestroms
double dU = spez_zu.get_u_mass(T_Zone) * dm_zu;
sumdU = sumdU + dU;
double dH = spez_zu.get_h_mass(T_zu) * dm_zu;
sumdH = sumdH + dH;
// Hinzufügen der Einzelmassen der zugefügten Spezies zur Hashtable dmj
Hashtable<Spezies, Double> einzelMassenHash_zu = new Hashtable<Spezies, Double>();
if (spez_zu.isGasGemisch() && CP.SPEZIES_FABRIK.isToIntegrate(spez_zu) == false) {
Hashtable<Spezies, Double> massenBruchHash_zu =
((GasGemisch) spez_zu).get_speziesMassenBruecheDetailToIntegrate();
// Erstellen der Hashtable mit den Einzelmassen der Grundspezies (CO2, O2, usw....
einzelMassenHash_zu = this.get_einzelMassenHash(massenBruchHash_zu, dm_zu);
} else {
einzelMassenHash_zu.put(spez_zu, dm_zu);
}
// Hinzufügen der Änderung der Grundspeziesmassen
Enumeration<Spezies> e = einzelMassenHash_zu.keys();
Spezies spez;
while (e.hasMoreElements()) {
spez = e.nextElement();
if (!CP.SPEZIES_FABRIK.isToIntegrate(spez)) {
try {
throw new BirdBrainedProgrammerException(
"In Zone "
+ this.ID
+ " wurde eine Spezies "
+ "("
+ spez.get_name()
+ ") eingebracht die nicht integriert werden soll"
+ " (isToIntegrate() liefert false)");
} catch (BirdBrainedProgrammerException bbpe) {
bbpe.stopBremo();
}
}
if (dmj_ein.containsKey(spez)) {
dmj_ein.put(spez, einzelMassenHash_zu.get(spez) + dmj_ein.get(spez));
} else {
dmj_ein.put(spez, einzelMassenHash_zu.get(spez));
}
}
// e=null;
// e=einzelMassenHash_zu.keys();
// spez=null;
// double dmCheck=0;
// while(e.hasMoreElements()){
// spez=e.nextElement();
// dmCheck+=einzelMassenHash_zu.get(spez);
// }
// if(dmCheck!=dm_zu)
// System.out.println("Zone.set_dm_ein: dm_zu !=dmCheck " +((dmCheck-dm_zu)));
}
}
/**
* Berechnet den Massenverlust bei entnahme einer BESTIMMTEN Spezies Dieser Aufruf sollte nur vom
* einzonigen Modell benoetigt werden
*
* @param dm_a [kg] muss groeser Null sein
* @throws NegativeMassException
*/
public void set_dm_aus(double dm_a, Spezies spez) throws NegativeMassException {
if (dm_a < 0)
throw new IllegalArgumentException(
"\"set_dm_aus()\" wurde fuer Zone "
+ ID
+ " mit einem negativen Massenstrom aufgerufen");
if (dm_a > 0) {
// Hinzufügen der Einzelmassen der entnommenen Spezies zur Hashtable dmj
Hashtable<Spezies, Double> einzelMassenHash_aus = new Hashtable<Spezies, Double>();
if (spez.isGasGemisch() && CP.SPEZIES_FABRIK.isToIntegrate(spez) == false) {
Hashtable<Spezies, Double> massenBruchHash_aus =
((GasGemisch) spez).get_speziesMassenBruecheDetailToIntegrate();
// Erstellen der Hashtable mit den Einzelmassen der Grundspezies (CO2, O2, usw....
einzelMassenHash_aus = this.get_einzelMassenHash(massenBruchHash_aus, dm_a);
} else {
einzelMassenHash_aus.put(spez, dm_a);
}
// Hinzufügen der Änderung der Grundspeziesmassen
Enumeration<Spezies> e = einzelMassenHash_aus.keys();
Spezies spez1;
while (e.hasMoreElements()) {
spez1 = e.nextElement();
if (!CP.SPEZIES_FABRIK.isToIntegrate(spez1)) {
try {
throw new BirdBrainedProgrammerException(
"Aus Zone "
+ this.ID
+ " wurde eine Spezies "
+ "("
+ spez1.get_name()
+ ") entnommen die nicht integriert werden soll"
+ " (\"isToIntegrate()\" liefert false)");
} catch (BirdBrainedProgrammerException bbpe) {
bbpe.stopBremo();
}
}
if (!gg_Zone.get_speziesMassenBruecheDetailToIntegrate().containsKey(spez1)
&& einzelMassenHash_aus.get(spez1)
> 0) // Es kann sein, dass Spezies mit einem Massenbruch von 0 in der Hashtable
// stehen
throw new NegativeMassException(
"Aus Zone "
+ this.ID
+ " soll eine Spezies"
+ "("
+ spez1.get_name()
+ ") entnommen werden "
+ "die in der Zone nicht vorhanden ist");
}
e = null;
e = einzelMassenHash_aus.keys();
spez1 = null;
while (e.hasMoreElements()) {
spez1 = e.nextElement();
if (this.dm_aus.containsKey(spez1)) {
this.dm_aus.put(spez1, einzelMassenHash_aus.get(spez1) + dm_aus.get(spez1));
} else {
this.dm_aus.put(spez1, einzelMassenHash_aus.get(spez1));
}
}
// e=null;
// e=einzelMassenHash_aus.keys();
// spez1=null;
// double dmCheck=0;
// while(e.hasMoreElements()){
// spez1=e.nextElement();
// dmCheck+=einzelMassenHash_aus.get(spez1);
// }
// if(dmCheck!=dm_a)
// System.out.println("Zone.set_dm_aus: dm_a !=dmCheck " + ((dmCheck-dm_a)) );
// das hier muss nach der NegativeMassException stehen!! Wenn die Exception geworfen
// wird und dieser Code ist schon ausgefuehrt wuerde die Energie aber nicht dei Masse
// beruecksichtigt
double dU = spez.get_u_mass(T_Zone) * dm_a;
sumdU = sumdU - dU;
double dH = spez.get_h_mass(T_Zone) * dm_a;
sumdH = sumdH - dH;
}
}