Exponenta Banner

Тепловые жидкие свойства (TL)

Задайте жидкие свойства для симуляции тепловой жидкой сети

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Утилиты

Описание

Блок Thermal Liquid Properties (TL) применяется к тепловой жидкости, объединяют свойства в сеть жидкости, выбранной из списка предварительных установок. Предварительно установленные жидкости включают чистую воду, водные смеси — солончака, гликоля и составных объектов глицерина, обычно используемых в приложениях теплопередачи в качестве хладагентов и решений для антифриза — и топливо, такое как дизель и класс авиации Джет А. Юз этот блок как простая альтернатива блоку Thermal Liquid Settings (TL), чтобы задать жидкость, не имея необходимость задавать подробно все ее свойства. Каждая тепловая жидкая сеть в модели должна содержать один экземпляр любого из этих блоков.

Предварительно установленные свойства жидкости заданы в табличной форме как функции температуры и давления. Табличные данные получены от Coolprop — базы данных жидкостей с открытым исходным кодом — или, в случае морской воды, от вычислительной модели, разработанной (и собственные к) MIT. Значения свойств установлены во время симуляции линейной интерполяцией самых близких сведенных в таблицу точек останова. Эффект концентрации включен в вычисления свойства для смесей (с массой или частью объема, обеспечивающей необходимую меру концентрации).

Все жидкие свойства, обычно задаваемые в блоке Thermal Liquid Settings (TL), заданы в блоке. Эти свойства включают плотность, объемный модуль и тепловой коэффициент расширения, определенную внутреннюю энергию и удельную теплоемкость, а также кинематическую вязкость и теплопроводность. Свойства допустимы по ограниченной области температур и давлений, характерных для выбранной жидкости и зависимый, в случаях смесей, на заданной концентрации. Симуляция позволена в этой области валидности только.

Визуализация данных

Утилита визуализации данных обеспечивает средние значения, чтобы изобразить в виде графика жидкие свойства, заданные в блоке. Используйте его, чтобы исследовать зависимости от температуры и давления тех свойств или установить границы их областей валидности (равный в визуализации к границам графиков). Чтобы открыть утилиту визуализации, щелкните правой кнопкой по блоку, и из контекстно-зависимого меню выбирают Fluids> Plot Fluid Properties. График обновляет автоматически после выбора жидкого свойства из выпадающего списка. Используйте кнопку Refresh, чтобы регенерировать график каждый раз, когда жидкий выбор или любой из его обязательных параметров изменяются.

Визуализация данных о плотности для 10%-го глицерина водная смесь

Области валидности

Области валидности заданы в блоке как матрицы нулей и единиц. Каждая строка соответствует сведенной в таблицу температуре и каждому столбцу к сведенному в таблицу давлению. Нуль обозначает некорректную точку останова и ту допустимая точка останова. Эти матрицы валидности являются внутренними к блоку и не могут быть изменены; они могут только проверяться (использование утилиты визуализации данных блока).

В большинстве случаев матрицы валидности извлечены непосредственно от сведенных в таблицу данных. Гликоль и смеси глицерина являются частичным исключением. Их границы давления не доступны от данных Coolprop (где они обработаны как несжимаемые жидкости), и должен поэтому быть получен явным образом из параметров блоков. Данные показывают пример области валидности, ту из чистой воды. Теневые квадраты за пределами области валидности.

Water

Свойства воды допустимы при температурах выше значения тройной точки (273.160 K) до значения критической точки (647.096 K). Они допустимы при давлениях выше большего из значения тройной точки (611.657 Pa) с одной стороны и температурно-зависимая степень насыщения на другом до значения критической точки (22,064,000 MPa). Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки присвоены значение 0 в матрице валидности.

Seawater (MIT model)

Свойства морской воды допустимы при температурах выше 0°C до 120°C (273.15 K к 393.15 K); они допустимы при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 12 MPa. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки (и на заданном уровне концентрации) присвоены значение 0 в матрице валидности. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 до 0.12 на массовой дробной основе.

Ethylene glycol and water mixture

Свойства водной этиленовой смеси гликоля допустимы по температурной области, определенной от концентрации смеси; они допустимы при давлениях в минимальных и максимальных границах, заданных в диалоговом окне блока (расширенный горизонтально, чтобы охватить ширину температурных строк).

Чем более низкая связанная температура всегда, тем меньший из минимальной температуры, извлеченной от данных Coolprop и температуры замерзания смеси (смесь должна быть в жидком состоянии). Верхняя связанная температура всегда является максимальной температурой, извлеченной от данных Coolprop. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 до 0.6, если массово-дробное основание используется, или от 0 до 1, если основание части объема используется.

Propylene glycol and water mixture

Свойства водной смеси гликоля пропилена допустимы в областях значений температуры и давления, описанных для случая Ethylene glycol and water mixture. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 до 0.6, если массово-дробное основание используется, или от 0.1 до 0.6, если основание части объема используется.

Glycerol and water mixture

Свойства водной смеси глицерина допустимы в областях значений температуры и давления, как описано для случая Ethylene glycol and water mixture. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 до 0.6 на массово-дробной основе.

Diesel fuel

Свойства дизельного топлива допустимы при температурах выше -34.95°C до 417.82°C (238.20 K к 690.97 K); они допустимы при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 2.29 MPa. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки присвоены значение 0 в матрице валидности.

Aviation fuel Jet-A

Свойства Струи топливо допустимы при температурах выше -50.93°C до 372.46°C (222.22 K к 645.61 K); они допустимы при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 2.41 MPa. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки присвоены значение 0 в матрице валидности.

Вычисления плотности

Водные смеси гликоля и составных объектов глицерина обработаны в базе данных Coolprop как несжимаемые вещества. Их объемные модули недоступны от данных и должны вместо этого быть получены из параметров блоков (где они заданы как константы). Зависимости от давления их тепловых коэффициентов расширения аналогично отсутствуют и должны поэтому быть вычислены (использование объемного обеспеченного модуля). Позвольте плотности быть:

ρ(T,p)=dT(∂ρ(T,p)∂T)p+dp(dρ(T,p)dp)T,

где ρ является плотностью, T является температурой, и p является давлением.

Решение имеет форму:

ρ(T,p)=ρ(T)exp(p−pRβ),

где ß является изотермическим объемным модулем, и где нижний R обозначает ссылочное значение, здесь атмосферное давление, в котором задан объемный модуль. Частная производная плотности относительно температуры:

(∂ρ(T,p)∂T)p=(∂ρ(T)∂T)Texp(p−pRβ).

Тепловой коэффициент расширения задан как:

α(T,p)=−1ρ(T,p)(∂ρ(T,p)∂T)p,

Эквивалентно:

α(T,p)=−1ρ(T,p)(∂ρ(T)∂T)Texp(p−pRβ).

Блок обеспечивает тепловой коэффициент расширения в этой форме к тепловой жидкой сети, которой это - часть.

Порты

Сохранение

развернуть все

Узел, идентифицирующий тепловую жидкую сеть, для которой можно задать необходимые жидкие свойства. Жидкость, выбранная в этом блоке, применяется к целой сети. Никакой другой блок Thermal Liquid Properties (TL) или Thermal Liquid Settings (TL) не может быть соединен с той же сетью.

Параметры

развернуть все

Выбор предварительно установленной жидкости, чьи свойства использовать в вычислениях связанной тепловой жидкой сети. Жидкие свойства автоматически установлены с помощью внутренней базы данных, выведенной от библиотеки жидкостей Coolprop. Обеспеченные жидкости включают чистую воду, водные смеси и топливо.

Отношение массы соли, существующей в солевой смеси к общей массе той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен только, когда Seawater (MIT model) выбран как рабочая жидкость.

Количество, с точки зрения которого можно задать концентрацию этиленового гликоля в его водной смеси. Этот параметр активен только, когда или Ethylene glycol and water mixture или Propylene glycol and water mixture выбраны как рабочая жидкость.

Объем этиленового гликоля, существующего в водной смеси, разделенной на суммарный объем той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен, когда Ethylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость, и Volume fraction выбран как тип концентрации.

Масса этиленового гликоля, существующего в водной смеси, разделенной на общую массу той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен, когда Ethylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость, и Mass fraction выбран как тип концентрации.

Объем гликоля пропилена, существующего в водной смеси, разделенной на суммарный объем той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен, когда Propylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость, и Volume fraction выбран как тип концентрации.

Масса гликоля пропилена, существующего в водной смеси, разделенной на общую массу той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен, когда Propylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость, и Mass fraction выбран как тип концентрации.

Объемный модуль водной смеси при постоянной температуре. Объемный модуль измеряет изменение в давлении, требуемом вызывать дробное изменение в жидком объеме.

Зависимости

Этот параметр активен, когда или Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture или Glycerol and water mixture выбраны как рабочая жидкость.

Нижняя граница области значений давления, позволенной в тепловой жидкой сети, соединенной с этим блоком.

Зависимости

Этот параметр активен, когда или Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture или Glycerol and water mixture выбраны как рабочая жидкость.

Верхняя граница области значений давления, позволенной в тепловой жидкой сети, соединенной с этим блоком.

Зависимости

Этот параметр активен, когда или Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture или Glycerol and water mixture выбраны как рабочая жидкость.

Абсолютное давление внешней среды, в которой тепловая жидкая сеть принята, чтобы запуститься. Значение по умолчанию является стандартным атмосферным давлением, измеренным на уровне моря на Земле.

Ссылки

[1] Массачусетский технологический институт (MIT), свойства Thermophysical базы данных морской воды. http://web.mit.edu/seawater.

[2] К.Г. Наяр, М.Х. Шаркои, Л.Д. Бэнчик, Дж.Х. Линхард V, свойства Thermophysical морской воды: анализ и новые корреляции, которые включают зависимость давления, Опреснение воды, Издание 390, стр 1-24, 2016.

[3] М.Х. Шаркои, Дж.Х. Линхард V, С.М. Зубэр, свойства Thermophysical морской воды: анализ существующих корреляций и данных, Опреснения воды и Очистки воды, Издания 16, стр 354-380.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2018a

Документация Simscape Fluids
Поддержка