Корпус (G-TL)

Герметичный корпус с переменными газовыми и тепловыми жидкими объемами

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Жидкие Сетевые интерфейсы / Tanks & Accumulators

Описание

Блок Tank (G-TL) моделирует накопление массы и энергии в камере с отдельными газовыми и тепловыми жидкими объемами. Общий жидкий объем фиксируется, но отдельные газовые и тепловые жидкие объемы свободны отличаться. Два газовых порта допускают поток газа и переменное количество тепловых жидких портов, в пределах от один - три, допускают тепловой жидкий поток. Тепловые жидкие порты могут быть при различных повышениях.

Входные отверстия корпуса и входные высоты (y)

Корпус герметизируется, но герметизация не фиксируется. Это изменяется во время симуляции с давлением в газовом объеме. Это повышается, когда давление газового объема повышается, и это падает, когда давление газового объема падает. Тепловой жидкий объем принят, чтобы быть в равновесии с газовым объемом, и его давление является поэтому тем же самым как тем из газа.

Жидкие объемы могут обмениваться энергией с другими жидкими компонентами и со средой, но не друг с другом. Жидкие объемы ведут себя, как будто они были изолированы друг от друга изолированной мембраной. Энергетические обмены с другими компонентами происходят через газовые или тепловые жидкие порты, в то время как обмены со средой происходят, строго в форме тепла, через тепловые порты.

Используйте этот блок для компонентов модели, таких как дренажные баки, в которых вода, сжатая от сжатой газовой системы, захвачена в нижней части силой тяжести и удалена посредством выхода дренажа. Обратите внимание, однако, что ни газовые ни тепловые жидкие области не получают эффекты фазового перехода — и поэтому что этот блок не может получить эффекты конденсации.

Вставьте варианты

Количество тепловых жидких портов зависит от варианта блока, который активен. Чтобы просмотреть или изменить активный вариант, щелкните правой кнопкой по блоку и выберите Simscape> Block Choices. Вариант One inlet представляет тепловой жидкий порт A2, вариант Two inlets добавляет порт B2, и вариант Three inlets добавляет порт C2.

Жидкие объемы

Суммарный объем корпуса равен сумме газовых и тепловых жидких объемов, которые это содержит:

VT=VL+VG,

где V является объемом и T, L, и G обозначают общее количество, жидкость и газ. Поскольку суммарный объем фиксируется, скорость изменения газового объема должна быть реверсом измеренного для теплового жидкого объема:

V˙G=V˙L.

Скорость изменения теплового жидкого объема вычисляется путем дифференциации выражения:

ML=ρLVL,

где M является массой, и ρ является плотностью. Дифференцирование дает массовую скорость потока жидкости в тепловой жидкий объем:

M˙L=VLρ˙L+V˙LρL,

Скорость изменения тепловой жидкой плотности:

ρ˙L=ρLβLp˙LαLρLT˙L,

где:

  • β является изотермическим объемным модулем.

  • ɑ является изобарным тепловым коэффициентом расширения.

  • p является жидким давлением.

  • T является жидкой температурой.

Реорганизация условий дает скорость изменения теплового жидкого объема и, следовательно, газового объема:

V˙G=V˙LVL(p˙LβLαLT˙L)M˙LρL

Массовый баланс

Уровень массового накопления в каждом жидком объеме равен сетевой массовой скорости потока жидкости в тот жидкий объем. В тепловом жидком объеме:

M˙L=i=A2, B2, C2m˙i,

где M L является уровнем массового накопления в тепловом жидком объеме и m˙i отдельные массовые скорости потока жидкости в тот объем через тепловые жидкие порты (A2, B2 и C2 в случае варианта Three inlets). Уровень массового накопления содержит вклады от давления, температуры и изменения объема:

M˙L=VL(ρLβLp˙GαLρLT˙L)+V˙LρL,

где давление теплового жидкого объема по определению равно давлению газового объема, и уравнение поэтому записано с точки зрения давления газа. В газовом объеме:

M˙G=i=A1, B1m˙i,

где M G является уровнем массового накопления в газовом объеме и m˙i отдельные массовые скорости потока жидкости в тот объем через газовые порты (A2 и B2). Как с тепловым жидким объемом, уровень массового накопления содержит вклады от давления, температуры и изменения объема:

M˙G=dMdp|Gp˙G+dMdT|GT˙G+V˙GρG,

где производные давления и температуры зависят от типа газа, заданного в блоке Gas Properties (G). Производные заданы в разделе уравнений страницы с описанием блока Translational Mechanical Converter (G). Заменяя V G с выражением, ранее полученным для этой переменной и комбинируя эти два выражения для M G:

dMdp|Gp˙G+dMdT|GT˙G+[VL(p˙GβLαLT˙L)M˙LρL]ρG=i=A1, B1m˙i.

Реорганизация условий дает итоговое выражение для массового баланса в газовом объеме:

p˙G(dMdp|G+ρGVLβL)+(T˙GdMdT|GT˙LρGVLαL)=i=A1, B1m˙i+ρGρLi=A2, B2, C2m˙i,

где M˙L был заменен суммированием массовых скоростей потока жидкости в тепловой жидкий объем.

Энергетический баланс

Уровень энергетического накопления в каждом жидком объеме является суммой энергетических скоростей потока жидкости через жидкие входные отверстия, уровнем теплового потока через соответствующий тепловой порт и энергетической скоростью потока жидкости из-за изменений объема. Для газового объема:

p˙G(dUdp|G+ρGhGVLβL)+(T˙GdUdT|GT˙LρGhGVLαL)=QH1+i=A1, B1ϕi+ρGρLhGi=A2, B2, C2m˙i,

где:

  • U является полной энергией жидкого объема.

  • h является жидкой энтальпией.

  • Q является уровнем теплового потока через тепловой порт.

  • ϕ i - энергетические скорости потока жидкости через жидкие входные отверстия.

Как прежде, производные давления и температуры зависят от типа газа, заданного в блоке Gas Properties (G). Смотрите раздел уравнений страницы с описанием блока Translational Mechanical Converter (G) для их определений. Для теплового жидкого объема:

p˙LdUdp|L+T˙LdUdT|L=QH2+i=A2, B2, C2ϕi+i=A2, B2, C2m˙g(y(i)y)hLi=A2, B2, C2m˙i,

где производная давления:

dUdp|L=TLαLVL,

и температурная производная:

dUdT|L=cp,LρLVL,

в котором c p является изобарной удельной теплоемкостью тепловой жидкости в корпусе.

Баланс импульса

Сопротивление потока из-за трения или других причин проигнорировано в обоих жидких объемах. Эффект повышения на входном давлении также проигнорирован, но только на газовой стороне. Газовые входные давления поэтому равны друг другу и внутреннему давлению газового объема:

pA1=pB1=pG.

Тепловые жидкие входные давления - каждый функция входной глубины. Внутреннее давление теплового жидкого объема равно тому из газового объема (p L = p G). Включая динамические давления (p i, dyn) во входных отверстиях:

pi+pi,dyn=pG+ρL(yyi)g,

где y является повышением тепловой жидкой поверхности, y, i - повышение теплового жидкого входного отверстия, и g является гравитационной константой. Термин (y - y i) дает глубину теплового жидкого входного отверстия относительно газово-теплового жидкого контура. Динамическое давление в каждом тепловом жидком входном отверстии зависит от направления потока в том входном отверстии:

pi,dyn={12ρivi2,если m˙i<00,если m˙i0

Порты

Вывод

развернуть все

Выходной порт физического сигнала, сообщая об объеме тепловой жидкости в корпусе.

Выходной порт физического сигнала, сообщая о высоте теплового жидкого объема относительно нижней части корпуса.

Сохранение

развернуть все

Открытие, посредством которого газ может течь в или из корпуса.

Открытие, посредством которого газ может течь в или из корпуса.

Открытие, посредством которого тепловая жидкость может течь в или из корпуса.

Открытие, посредством которого тепловая жидкость может течь в или из корпуса.

Зависимости

Этот порт активен, когда вариант блока установлен в Two inlets или Three inlets. Можно изменить варианты блока от блока контекстно-зависимое меню. Щелкните правой кнопкой по блоку, чтобы открыть меню и выбрать Simscape> Block choices.

Открытие, посредством которого тепловая жидкость может течь в или из корпуса.

Зависимости

Этот порт активен, когда вариант блока установлен в Three inlets. Можно изменить варианты блока от блока контекстно-зависимое меню. Щелкните правой кнопкой по блоку, чтобы открыть меню и выбрать Simscape> Block choices.

Параметры

развернуть все

Вкладка параметров

Совокупный объем газовых и тепловых жидких фрагментов корпуса.

Выбор параметризации для теплового жидкого объема. Выберите Tabulated data — volume vs. level, чтобы вычислить тепловой жидкий объем интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных.

Область поперечного сечения корпуса, принятой константы в позволенной области значений уровней жидкости. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить объем тепловой жидкости в корпусе.

Вектор тепловых уровней жидкости, на которых можно задать тепловой жидкий объем в корпусе. Блок использует этот вектор, чтобы создать одностороннюю интерполяционную таблицу для теплового жидкого объема как функция теплового уровня жидкости.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization устанавливается на Tabulated data - volume vs. level.

Вектор тепловых жидких объемов, соответствующих значениям, задан в параметре Liquid level vector. Блок использует этот вектор, чтобы создать одностороннюю интерполяционную таблицу для теплового жидкого объема как функция теплового уровня жидкости.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметр Tank volume parameterization устанавливается на Tabulated data - volume vs. level.

Высота теплового жидкого входного отверстия.

Зависимости

Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в One inlet.

Вектор высот тепловых жидких портов относительно нижней части корпуса.

Зависимости

Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Two inlets.

Вектор высот тепловых жидких портов относительно нижней части корпуса.

Зависимости

Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Three inlets.

Вектор с областями потока газовых входных отверстий.

Область потока теплового жидкого входного отверстия.

Зависимости

Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в One inlet.

Области потока тепловых жидких входных отверстий.

Зависимости

Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Two inlets.

Области потока тепловых жидких входных отверстий.

Зависимости

Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Three inlets.

Значение гравитационного ускорения при повышении корпуса. Эта константа принята постоянная по высоте корпуса.

Вкладка переменных

Давление газового объема в нуле времени. Программное обеспечение Simscape™ использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Температура газового объема в нуле времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Плотность газового объема в нуле времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Температура теплового жидкого объема в нуле времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Высота жидкого объема в корпусе в нуле времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Объем тепловой жидкости в корпусе в нуле времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Масса тепловой жидкости в корпусе в нуле времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

|

Введенный в R2017b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте