Постоянная камера объема (G)

Поместите в камеру с одним портом и зафиксированным объемом газа

Библиотека:
Simscape / Библиотека Основы / Газ / Элементы

Описание

Массовое хранение моделей блока Constant Volume Chamber (G) и аккумулирование энергии в газовой сети. Камера имеет один порт и постоянный объем газа. Корпус может обмениваться массой и энергией со связанной газовой сетью, а также обмениваться теплом со средой, позволяя ее внутреннему давлению и температуре развиваться в зависимости от времени. Давление и температура развивается на основе сжимаемости и тепловой способности этого газового объема.

Массовый баланс

Массовое сохранение связывает массовые скорости потока жидкости с динамикой давления и температуры внутреннего узла, представляющего газовый объем:

$\frac{\partial M}{\partial p} \cdot \frac{d p_{I}}{d t} + \frac{\partial M}{\partial T} \cdot \frac{d T_{I}}{d t} = {\dot{m}}_{A}$

где:

$\frac{\partial M}{\partial p}$ частная производная массы газового объема относительно давления при постоянной температуре и объема.
$\frac{\partial M}{\partial T}$ частная производная массы газового объема относительно температуры в постоянном давлении и объема.
p _я - давление газового объема. Давление в порте A принято равное этому давлению, p = p _I.
T _я - температура газового объема. Температура в порте H принята равная этой температуре, T _H = T _I.
t время.
$\dot{m}$ _A является массовой скоростью потока жидкости в порте A. Скорость потока жидкости, сопоставленная с портом, положительна, когда она течет в блок.

Энергетический баланс

Энергосбережение связывает энергию и уровни теплового потока к динамике давления и температуры внутреннего узла, представляющего газовый объем:

$\frac{\partial U}{\partial p} \cdot \frac{d p_{I}}{d t} + \frac{\partial U}{\partial T} \cdot \frac{d T_{I}}{d t} = Φ_{A} + Q_{H},$

где:

$\frac{\partial U}{\partial p}$ частная производная внутренней энергии газового объема относительно давления при постоянной температуре и объема.
$\frac{\partial U}{\partial T}$ частная производная внутренней энергии газового объема относительно температуры в постоянном давлении и объема.
Ф_A является энергетической скоростью потока жидкости в порте A.
Q _H является уровнем теплового потока в порте H.

Частные производные для совершенных и полусовершенных газовых моделей

Частные производные массового M и внутренней энергии U газового объема относительно давления и температуры в постоянном объеме зависят от газовой модели свойства. Для совершенных и полусовершенных газовых моделей уравнения:

$\begin{array}{l} \frac{\partial M}{\partial p} = V \frac{ρ_{I}}{p_{I}} \\ \frac{\partial M}{\partial T} = - V \frac{ρ_{I}}{T_{I}} \\ \frac{\partial U}{\partial p} = V (\frac{h_{I}}{Z R T_{I}} - 1) \\ \frac{\partial U}{\partial T} = V ρ_{I} (c_{p I} - \frac{h_{I}}{T_{I}}) \end{array}$

где:

ρ _я - плотность газового объема.
V является объемом газа.
h _я - определенная энтальпия газового объема.
Z является фактором сжимаемости.
R является определенной газовой константой.
_Пи c является удельной теплоемкостью в постоянном давлении газового объема.

Частные производные для действительной газовой модели

Для действительной газовой модели, частных производных массового M и внутренней энергии U газового объема относительно давления и температуры в постоянном объеме:

$\begin{array}{l} \frac{\partial M}{\partial p} = V \frac{ρ_{I}}{β_{I}} \\ \frac{\partial M}{\partial T} = - V ρ_{I} α_{I} \\ \frac{\partial U}{\partial p} = V (\frac{ρ_{I} h_{I}}{β_{I}} - T_{I} α_{I}) \\ \frac{\partial U}{\partial T} = V ρ_{I} (c_{p I} - h_{I} α_{I}) \end{array}$

где:

β является изотермическим объемным модулем газового объема.
α является изобарным тепловым коэффициентом расширения газового объема.

Переменные

Чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для основных переменных до симуляции, используйте вкладку Variables в диалоговом окне блока (или раздел Variables в блоке Property Inspector). Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Основных переменных и Начальные условия для Блоков с Конечным Газовым Объемом.

Предположения и ограничения

Стены камеры совершенно тверды.
Нет никакого сопротивления потока между портом A и внутренней частью камеры.
Нет никакого теплового сопротивления между портом H и внутренней частью камеры.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` Камера вставляется
газ

Порт сохранения газа сопоставлен с входным отверстием камеры.

`H` Температура в камере
тепловой

Тепловой порт сохранения, сопоставленный с температурой газа в камере.

Параметры

развернуть все

`Chamber volume` — Объем газа в камере
0.001 m^3 (значение по умолчанию)

Объем газа в камере. Камера тверда и ее объем, поэтому постоянный во время симуляции. Камера принята, чтобы быть абсолютно заполненной газом в любом случае.

`Cross-sectional area at port A` — Область, нормальная, чтобы течь путь во входном отверстии камеры
0.01 m^2 (значение по умолчанию)

Площадь поперечного сечения входного отверстия камеры, в направлении, нормальном к пути к потоку газа.

Документация

Постоянная камера объема (G)

Описание

Массовый баланс

Энергетический баланс

Частные производные для совершенных и полусовершенных газовых моделей

Частные производные для действительной газовой модели

Переменные

Предположения и ограничения

Порты

Сохранение

`A` Камера вставляется
газ

`H` Температура в камере
тепловой

Параметры

`Chamber volume` — Объем газа в камере
0.001 m^3 (значение по умолчанию)

`Cross-sectional area at port A` — Область, нормальная, чтобы течь путь во входном отверстии камеры
0.01 m^2 (значение по умолчанию)

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Введенный в R2017b

Документация Simscape

Поддержка

Документация

Постоянная камера объема (G)

Описание

Массовый баланс

Энергетический баланс

Частные производные для совершенных и полусовершенных газовых моделей

Частные производные для действительной газовой модели

Переменные

Предположения и ограничения

Порты

Сохранение

A Камера вставляется газ

H Температура в камере тепловой

Параметры

Chamber volume — Объем газа в камере 0.001 m^3 (значение по умолчанию)

Cross-sectional area at port A — Область, нормальная, чтобы течь путь во входном отверстии камеры 0.01 m^2 (значение по умолчанию)

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Введенный в R2017b

Документация Simscape

Поддержка

`A` Камера вставляется
газ

`H` Температура в камере
тепловой

`Chamber volume` — Объем газа в камере
0.001 m^3 (значение по умолчанию)

`Cross-sectional area at port A` — Область, нормальная, чтобы течь путь во входном отверстии камеры
0.01 m^2 (значение по умолчанию)

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