Корпус (G-TL)
Герметичный корпус с переменными газовыми и тепловыми жидкими объемами
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.
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 > . 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:
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:
Скорость изменения теплового жидкого объема вычисляется путем дифференциации выражения:
где M является массой, и ρ является плотностью. Дифференцирование дает массовую скорость потока жидкости в тепловой жидкий объем:
Скорость изменения тепловой жидкой плотности:
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:
Массовый баланс
Уровень массового накопления в каждом жидком объеме равен сетевой массовой скорости потока жидкости в тот жидкий объем. В тепловом жидком объеме:
где M L является уровнем массового накопления в тепловом жидком объеме и 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:
где давление теплового жидкого объема по определению равно давлению газового объема, и уравнение поэтому записано с точки зрения давления газа. В газовом объеме:
где M G является уровнем массового накопления в газовом объеме и 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:
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:
Реорганизация условий дает итоговое выражение для массового баланса в газовом объеме:
где 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:
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:
где производная давления:
и температурная производная:
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:
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:
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:
Порты
Вывод
развернуть все
V
Тепловой жидкий объем, m^3
физический сигнал
Выходной порт физического сигнала, сообщая об объеме тепловой жидкости в корпусе.
L
Тепловой уровень жидкости, m
физический сигнал
Выходной порт физического сигнала, сообщая о высоте теплового жидкого объема относительно нижней части корпуса.
Сохранение
развернуть все
A1
— Газовое входное отверстие
газ
Открытие, посредством которого газ может течь в или из корпуса.
B1
— Газовое входное отверстие
газ
Открытие, посредством которого газ может течь в или из корпуса.
A2
— Тепловое жидкое входное отверстие
тепловая жидкость
Открытие, посредством которого тепловая жидкость может течь в или из корпуса.
B2
— Тепловое жидкое входное отверстие
тепловая жидкость
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 > .
C2
Тепловое жидкое входное отверстие
тепловая жидкость
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 > .
Параметры
развернуть все
Вкладка параметров
Total tank volume
— Объединенный газовый и тепловой жидкий объем
10 m^3
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина с модулями объема
Совокупный объем газовых и тепловых жидких фрагментов корпуса.
Tank volume parameterization
— Выбор параметризации для теплового жидкого объема
Constant cross-sectional area
(значение по умолчанию) | Tabulated data — volume vs. level
Выбор параметризации для теплового жидкого объема. Выберите Tabulated data — volume vs. level
, чтобы вычислить тепловой жидкий объем интерполяцией или экстраполяцией сведенных в таблицу данных.
Tank cross-sectional area
— Область (постоянного) поперечного сечения корпуса
1
m^2 (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах площади
Область поперечного сечения корпуса, принятой константы в позволенной области значений уровней жидкости. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить объем тепловой жидкости в корпусе.
Liquid level vector
— Тепловые уровни жидкости, на которых можно задать тепловой жидкий объем
[0, 3, 5]
m (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах длины
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
.
Liquid volume vector
— Тепловой жидкий объем, соответствующий заданным тепловым уровням жидкости
[0, 4, 6]
m^3 (значение по умолчанию) | скалярный номер в модулях объема
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
.
Inlet height at port A2
— Высота теплового жидкого входного отверстия
0.1 m
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина с единицами длины
Высота теплового жидкого входного отверстия.
Зависимости
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в One inlet
.
Height vector for inlets A2 and B2
— Высоты тепловых жидких входных отверстий
[.1, 0] m
(значение по умолчанию) | вектор с числом элементов равняется количеству тепловых жидких портов
Вектор высот тепловых жидких портов относительно нижней части корпуса.
Зависимости
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Two inlets
.
Height vector for inlets A2, B2, and C2
— Высоты тепловых жидких входных отверстий
[.1, 0.5, 0] m
(значение по умолчанию) | вектор с числом элементов равняется количеству тепловых жидких портов
Вектор высот тепловых жидких портов относительно нижней части корпуса.
Зависимости
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Three inlets
.
Области Cross-sectional area vector for inlets A1 and B1
— Flow газовых входных отверстий
[.01, .01] m^2
(значение по умолчанию) | вектор с двумя элементами
Вектор с областями потока газовых входных отверстий.
Область Cross-sectional area at port A2
— Flow теплового жидкого входного отверстия
0.01 m^2
(значение по умолчанию) | положительная скалярная величина с единицами площади
Область потока теплового жидкого входного отверстия.
Зависимости
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в One inlet
.
Области Cross-sectional area vector for inlets A2 and B2
— Flow тепловых жидких входных отверстий
[0.01, 0.01] m^2
(значение по умолчанию) | вектор с числом элементов равняется количеству тепловых жидких портов
Области потока тепловых жидких входных отверстий.
Зависимости
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Two inlets
.
Области Cross-sectional area vector for inlets A2, B2, and C2
— Flow тепловых жидких входных отверстий
[0.01, 0.01, 0.01] m^2
(значение по умолчанию) | вектор с числом элементов равняется количеству тепловых жидких портов
Области потока тепловых жидких входных отверстий.
Зависимости
Этот параметр активен, когда вариант блока установлен в Three inlets
.
Gravitational acceleration
— Гравитационное постоянное ускорение
9.81
m/s^2 (значение по умолчанию) | скалярный номер с модулями length/time^2
Значение гравитационного ускорения при повышении корпуса. Эта константа принята постоянная по высоте корпуса.
Вкладка переменных
Pressure of gas volume
— Давление газового объема в нуле времени
0.101325
MPa (значение по умолчанию) | скалярный номер с единицами давления
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.
Temperature of gas volume
— Температура газового объема в нуле времени
293.15
K (значение по умолчанию) | скалярный номер с единицами температуры
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.
Density of gas volume
— Плотность газового объема в нуле времени
1.2
kg/m^3 (значение по умолчанию) | скалярный номер с единицами массы/объема
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.
Temperature of liquid volume
— Температура жидкого объема в нуле времени
293.15
K (значение по умолчанию) | скалярный номер с единицами температуры
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.
Liquid level
— Высота жидкого объема в нуле времени
5
m (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах длины
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.
Volume of liquid
— Объем тепловой жидкости в корпусе в нуле времени
5
m^3 (значение по умолчанию) | скалярный номер в модулях объема
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.
Mass of liquid
— Масса тепловой жидкости в корпусе в нуле времени
5e+3
kg (значение по умолчанию) | скалярный номер в единицах массы
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™.
Введенный в R2017b