Постоянная камера объема с 3 портами (2P)

Поместите в камеру с тремя портами и зафиксированным объемом двухфазной жидкости

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Библиотека Основы / Двухфазная Жидкость / Элементы

Описание

Блок Constant Volume Chamber (2P) С 3 портами моделирует накопление массы и энергии в камере, содержащей фиксированный объем двухфазной жидкости. Камера имеет три входных отверстия, маркировал A, B и C, через который может течь жидкость. Жидкий объем может обмениваться теплом с тепловой сетью, например, одно представление среды камеры, через тепловой порт маркировало H.

Масса жидкости в камере меняется в зависимости от плотности, свойство, которое в двухфазной жидкости обычно является функцией давления и температуры. Жидкость входит, когда давление в восходящем направлении входного отверстия повышается выше этого в камере и выходит, когда градиент давления инвертируется. Эффект в модели состоит в том, чтобы часто сглаживать внезапные изменения в давлении, во многом как электрический конденсатор делает с напряжением.

Сопротивление потока между каждым входным отверстием и внутренней частью камеры принято, чтобы быть незначительным. Давление во внутренней части поэтому равно этому во входных отверстиях. Точно так же тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью камеры принято, чтобы быть незначительным. Температура во внутренней части равна этому в тепловом порте.

Массовый баланс

Масса может ввести и выйти из камеры через порты A, B, и C. Объем камеры фиксируется, но сжимаемость жидкости означает, что ее масса может измениться с давлением и температурой. Уровень массового накопления в камере должен точно равняться массовым скоростям потока жидкости в через порты A, B, и C:

[(∂ρ∂p)udpdt+(∂ρ∂u)pdudt]V=m˙A+m˙B+m˙C+ϵM,

где левая сторона является уровнем массового накопления и:

  • ρ является плотностью.

  • p является давлением.

  • u является определенной внутренней энергией.

  • V является объемом.

  • m˙ массовая скорость потока жидкости.

  • ϵ M является термином исправления, введенным, чтобы составлять числовую ошибку, вызванную сглаживанием частных производных.

Срок исправления для сглаживания частной производной

Частные производные в массовом уравнении баланса вычисляются путем применения метода конечной разности к сведенным в таблицу данным в блоке Two-Phase Fluid Properties (2P) и интерполяции результатов. Частные производные затем сглаживаются на контурах перехода фазы посредством функций кубического полинома. Эти функции применяются между:

  • Подохлажденные жидкие и двухфазные области фазы смеси, когда качество пара находится в этих 0–0.1 областях значений.

  • Двухфазная смесь и перегретые области фазы пара, когда качество пара находится в этих 0–0.9 областях значений.

Сглаживание вводит небольшую числовую ошибку, для которой настраивает блок путем добавления к балансу массы, исправление называет ϵ M, заданным как:

ϵM=M−V/ντ.

где:

  • M является жидкой массой в камере.

  • ν является определенным объемом.

  • τ является характеристической длительностью события фазового перехода.

Жидкая масса в камере получена из уравнения:

dMdt=m˙A+m˙B+m˙C.

Энергетический баланс

Энергия может ввести и выйти из камеры двумя способами: с потоком жидкости через порты A, B, и C, и с тепловым потоком через порт H. Никакие работа не сделаны на или жидкостью в камере. Уровень энергетического накопления во внутреннем жидком объеме должен затем равняться сумме энергетических скоростей потока жидкости в через порты A, B, C, и H:

E˙=ϕA+ϕB+ϕC+​QH,

где:

  • ϕ является энергетической скоростью потока жидкости.

  • Q является уровнем теплового потока.

  • E является полной энергией.

Пропуская кинетическую энергию жидкости, полная энергия в камере:

E=Mu.

Баланс импульса

Перепад давления из-за вязкого трения между отдельными портами и внутренней частью камеры принят, чтобы быть незначительным. Сила тяжести проигнорирована, как другие массовые силы. Давление во внутреннем жидком объеме должно затем равняться этому в порте A, порте B и порте C:

p=pA=pB=pC.

Предположения

  • Камера имеет фиксированный объем жидкости.

  • Сопротивление потока между входным отверстием и внутренней частью камеры незначительно.

  • Тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью камеры незначительно.

  • Кинетическая энергия жидкости в камере незначительна.

Порты

Сохранение

развернуть все

Открытие, посредством которого жидкость может ввести и выйти из камеры.

Открытие, посредством которого жидкость может ввести и выйти из камеры.

Открытие, посредством которого жидкость может ввести и выйти из камеры.

Интерфейс, через который жидкость в камере обменивается теплом с тепловой сетью.

Параметры

развернуть все

Вкладка параметров

Объем жидкости в камере. Этот объем является постоянным во время симуляции.

Вставьте область, нормальную к направлению потока.

Вставьте область, нормальную к направлению потока.

Вставьте область, нормальную к направлению потока.

Эффекты и вкладка начальных условий

Термодинамическая переменная, с точки зрения которой можно задать начальные условия компонента.

Давление в камере в начале симуляции, заданной против абсолютного нуля.

Температура в камере в начале симуляции, заданной против абсолютного нуля.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Temperature.

Массовая часть пара в камере в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Vapor quality.

Часть объема пара в камере в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Vapor void fraction.

Определенная энтальпия жидкости в камере в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Specific enthalpy.

Определенная внутренняя энергия жидкости в камере в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Specific internal energy.

Характеристическое время к равновесию события фазового перехода, происходящего в камере. Увеличьте этот параметр, чтобы замедлить уровень фазового перехода или уменьшить его, чтобы ускорить уровень.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| |

Введенный в R2017b

Документация Simscape
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте