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PROSA

Programm zur Berechnung regenerativer Gaskreisprozesse

aktuelle Versionen:                    PROSA 2.4        PROSA 3.0

updates:         PROSA 3.01      - zus. Diagramm für die Schnittstellentemperaturen
                                                 - Speichermöglichkeit für die Diagrammdaten

                     PROSA 3.02      - zusätzl. Regeneratormodul: Kugelschüttung

                     PROSA 3.03      - weitere Diagramme zu den Ausgabedaten

                     PROSA 3.04      - Berechnung und Ausgabe der adiabaten Verluste

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PROSA (Program for Stirling machine Analysis) ist ein Computerprogramm zur Berechnung von Stirling Maschinen, die als Kraft-, Kältemaschine oder Wärmepumpe Anwendung finden. Es lassen sich verschiedene Zylinderkonfigurationen (u.a. auch die Siemens-Konfiguration), Wärmeübertrager- und Regeneratortypen sowie Arbeitsgase für die Berechnung auswählen. Außerdem enthält PROSA eine Variations- und eine Optimierungsroutine, die eine optimierte Auslegung von Stirling Maschinen erlauben, und es kann zwischen deutscher und englischer Sprache umgeschaltet werden.

 

Die grundlegende Idee für PROSA besteht darin, ein Programm zu entwickeln, das ein hohes Maß an Bedienungsfreundlichkeit besitzt, so dass auch wenig erfahrene Anwender das Programm nach kurzer Einarbeitungszeit verwenden können. Dessen ungeachtet soll jedoch die Aussagefähigkeit und Genauigkeit der Berechnungsergebnisse sowohl die Nachrechnung bestehender Maschinen als auch die Auslegung neuer Maschinen ohne weitere Rechnungen bzw. Korrekturen ermöglichen. Weiteres Ziel ist ein modularer Programmaufbau, um neue Komponenten, wie z.B. andere Wärmeübertragerbauarten in einfacher Weise integrieren zu können.

 

Das Programm PROSA existiert mittlerweile in 2 Varianten: Die Version 2.4 (pdf-Info) basiert auf einem Berechnungsmodell 2ter Ordnung. Diese Art Modelle setzen auf den geschlossenen Lösungen einer isothermen Prozessberechnung (Modell 1ter Ordnung) auf. Die Berücksichtigung sekundärer Verluste sowie die vom isothermen Idealfall abweichenden Temperaturänderungen des Arbeitsgases insbesondere in den Zylinderräumen werden im Rahmen eines Modells 2ter Ordnung nachträglich korrigiert. Mit dem Programm PROSA 2.4 können sowohl Getriebemaschinen als auch Freikolbenmaschinen berechnet werden.

 

Mit der Version 3.0 (pdf-Info) wurden die Berechnungen auf ein differentielles Modell (Modell 3ter Ordnung) umgestellt. Auf diese Weise können die zeitlich veränderlichen Gastemperaturen und –drücke genauer berechnet werden, was eine verbesserte Aussagefähigkeit der Ergebnisse bewirkt. Zudem ist man mit dem differentiellen Modell nicht mehr auf sinusförmige Kolbenbewegungen beschränkt, die andernfalls als Grundlage für die geschlossenen Lösungen zwingend vorauszusetzen sind. Somit sind in der Version PROSA 3.0 Module zur Berechnung von Kurbel- und Rhombengetriebe enthalten. Außerdem besteht die Möglichkeit, frei definierte Kolbenbewegungen mit Hilfe einer Datentabelle von einer entsprechenden Datei einzulesen und zu verarbeiten. Zusätzlich können Drehzahlschwankungen über das Momentengleichgewicht an der Kurbelwelle berücksichtigt werden. Die Version 3.0 ist zur Zeit nur für Getriebemaschinen verfügbar.