Поместите в камеру с тремя портами и зафиксированным объемом двухфазной жидкости
Simscape / Библиотека Основы / Двухфазная Жидкость / Элементы
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.
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:
где левая сторона является уровнем массового накопления и:
ρ является плотностью.
p является давлением.
u является определенной внутренней энергией.
V является объемом.
массовая скорость потока жидкости.
ϵ M является термином исправления, введенным, чтобы составлять числовую ошибку, вызванную сглаживанием частных производных.
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:
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:
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:
где:
ϕ является энергетической скоростью потока жидкости.
Q является уровнем теплового потока.
E является полной энергией.
Пропуская кинетическую энергию жидкости, полная энергия в камере:
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:
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.
Постоянная камера объема с 2 портами (2P) | Постоянная камера объема (2P) | Водохранилище (2P)
