/**
* 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;
}