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// !!! PUBLIC METHODS !!!
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/// <summary>
/// calc organic nitrogen in state vector x
/// measured in k mol N/m3
/// </summary>
/// <param name="x">ADM1 state or stream vector</param>
/// <param name="digester_id">ID of digester</param>
/// <param name="myPlant"></param>
/// <returns>organic nitrogen</returns>
public static double calcNorg(double[] x, string digester_id, plant myPlant)
{
// get ADM1 parameters
// das sind die zuletzt upgedateten Parameter, nicht die default Werte
double[] ADM1params = myPlant.getDefaultADMparams(digester_id);
//
// TODO - funktioniert nicht mehr wenn sich Positionen in vektor verschieben
// TODO in ADMstate_properties wurden Positionen definiert, diese nutzen!!!
// amino acids [kg COD/m3]
double Saa = x[pos_Saa - 1];
// soluble inerts kg COD/m3
double SI = x[11];
// composite kg COD/m3
double Xc = x[12];
// proteins kg COD/m3
double Xpr = x[14];
double Xbio = calcBiomassOfADMstate(x).Value;
// particulate inerts kg COD/m3
double XI = x[23];
// Particulate products arising from biomass decay kg COD/m^3
double Xp = x[24];
// TODO funktioniert nicht wenn ADM parameter sich verändern
double fSI_XC = ADM1params[ADMparams.pos_fSI_XC - 1]; // fraction SI from XC
double fCH_XC = ADM1params[ADMparams.pos_fCH_XC - 1]; // fraction Xch from XC
double fPR_XC = ADM1params[ADMparams.pos_fPR_XC - 1]; // fraction Xpr from XC
double fLI_XC = ADM1params[ADMparams.pos_fLI_XC - 1]; // fraction Xli from XC
double fXP_XC = ADM1params[ADMparams.pos_fXP_XC - 1]; // fraction Xp from XC
double fXI_XC = 1 - fSI_XC - fCH_XC - fPR_XC - fLI_XC - fXP_XC;
double N_I = ADM1params[7];
double N_aa = ADM1params[8];
double N_XB = ADM1params[23];
double N_Xp = ADM1params[103];
// calc Norg
// alle Verbindungen, welche Kohlenstoff beinhalten nennt man organisch
// die anderen anorganisch. Ausnahme sind Oxide wie bspw. CO2 und ein paar weitere
// Ausnahmen. damit sind hier alle verbindungen organisch, bspw. auch SI und XI.
double Norg = N_aa * (Saa + fPR_XC * Xc + Xpr) + N_Xp * (fXP_XC * Xc + Xp) +
N_XB * Xbio + N_I * (SI + XI + fSI_XC * Xc + fXI_XC * Xc);
return(Norg);
}
/// <summary>
/// calc NH3 in ADM1 state, this is the sum:
/// Snh3 + NH3 in Xc, measured in kmolN/m^3
/// </summary>
/// <param name="x">ADM state vector</param>
/// <param name="digester_id">digester ID</param>
/// <param name="myPlant"></param>
/// <returns>NH4</returns>
public static double calcNH3(double[] x, string digester_id, plant myPlant)
{
// get ADM1 parameters
// das sind die zuletzt upgedateten Parameter, nicht die default Werte
double[] ADM1params = myPlant.getDefaultADMparams(digester_id);
// TODO - funktioniert nicht mehr wenn sich Positionen in vektor verschieben
// Ammonium k mol N/m3
double Snh4 = x[10];
// composite kg COD/m3
double Xc = x[12];
// Ammonia k mol N/m3
double Snh3 = x[32];
// enthält NH4 und NH3
double fSIN_XC = ADM1params[6]; // ist immer 0
// Verhältnis von NH3 zu NH4 im Fermenter, Annahme, dass es sich
// mit NH3 und NH4 in Xc genauso verhält.
//
// Herl:
// Nsumme= NH4 + NH3= fSIN_Xc * Xc =
// = NH3 * (1 + 1/r_N3_N4)
// NH3= Nsumme / (1 + 1/r_N3_N4)
// TODO: kann C# eigentlich mit /0 rechnen? denke schon
// wenn ja, gibt es hier kein Problem, ob Snh3 oder Snh4 0 ist ist egal
// C# rechnet richtig, scheinbar doch nicht, deshalb abfragen unten
double r_N3_N4 = Snh3 / Snh4;
double NH3 = Snh3 + fSIN_XC * Xc / (1 + 1 / r_N3_N4);
// TODO - das ist falsch - Faktor 0.1 hängt von pH Wert ab
// NH3 ist dann eher fSIN_XC * Xc * faktor, faktor hängt aber vom pH Wert ab
if (Snh3 == 0) // da wir dann durch unendlich geteilt haben, gibt es probleme
{
NH3 = Snh3 + fSIN_XC * Xc * 0.1; // 1/ unendlich scheint in C# nicht 0 zu sein, sondern evtl. n.def.
}
else if (Snh4 == 0) // da wir dann durch unendlich geteilt haben, gibt es probleme
{
NH3 = Snh3 + fSIN_XC * Xc * 0.1; // 1/ unendlich scheint in C# nicht 0 zu sein, sondern evtl. n.def.
}
return(NH3);
}
