Сопротивление потока (MA)

Общее сопротивление в сыром воздушном ответвлении

Библиотека:
Simscape / Библиотека Основы / Сырой Воздух / Элементы

Описание

Блок Flow Resistance (MA) моделирует общий перепад давления в сыром воздушном ответвлении сети. Понижение давления пропорционально квадрату скорости потока жидкости массы смеси и обратно пропорционально плотности смеси. Коэффициент пропорциональности определяется от номинальных условий работы, заданных в диалоговом окне блока. Обнулите параметр Nominal mixture density, чтобы не использовать зависимость плотности.

Используйте этот блок, когда эмпирические данные на падении давления и скоростях потока жидкости через компонент доступны, но подробная информация о геометрии недоступна.

Уравнения блока используют эти символы.

$\dot{m}$	Массовая скорость потока жидкости
Φ	Энергетическая скорость потока жидкости
p	Давление
ρ	Плотность
R	Определенная газовая константа
S	Площадь поперечного сечения
K	Коэффициент пропорциональности
h	Определенная энтальпия
T	Температура

Индексы a, w и g указывают на свойства сухого воздуха, водяного пара, и прослеживают газ, соответственно. Индексы A и B указывают на соответствующий порт.

Массовый баланс:

$\begin{array}{l} {\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = 0 \\ {\dot{m}}_{w A} + {\dot{m}}_{w B} = 0 \\ {\dot{m}}_{g A} + {\dot{m}}_{g B} = 0 \end{array}$

Энергетический баланс:

$Φ_{A} + Φ_{B} = 0$

Если значение параметров Nominal mixture density, _имя ρ, больше, чем нуль, то блок вычисляет перепад давления как

$p_{A} - p_{B} = K_{1} {\dot{m}}_{A} \sqrt{{\dot{m}}_{A}^{2} + {(f_{l a m} {\dot{m}}_{n o m})}^{2}} \frac{R T_{i n}}{p_{i n}}$

где:

_{Бегство} f является частью номинальной скорости потока жидкости массы смеси для перехода ламинарного течения.
p _в является входным давлением (p _A или p _B, в зависимости от направления потока).
T _в является входной температурой (T _A или T _B, в зависимости от направления потока).

Коэффициент пропорциональности вычисляется из номинальных условий потока как

$K_{1} = \frac{Δ p_{n o m} ρ_{n o m}}{{\dot{m}}_{n o m}^{2}}$

Если параметр Nominal mixture density обнуляется, то блок вычисляет перепад давления как

$p_{A} - p_{B} = K_{2} {\dot{m}}_{A} \sqrt{{\dot{m}}_{A}^{2} + {(f_{l a m} {\dot{m}}_{n o m})}^{2}}$

где коэффициент пропорциональности вычисляется из номинальных условий потока как

$K_{2} = \frac{Δ p_{n o m}}{{\dot{m}}_{n o m}^{2}}$

Сопротивление потока принято адиабата, таким образом, смесь определенные общие энтальпии равна

$h_{A} + \frac{}{12} (\frac{{\dot{m}}_{A} R T_{A}}{S p_{A}}) = h_{B} + \frac{}{12} (\frac{{\dot{m}}_{B} R T_{B}}{S p_{B}})$

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 Сырым Воздушным Объемом.

Предположения и ограничения

Сопротивление является адиабатой. Это не обменивается теплом со средой.
Перепад давления принят, чтобы быть пропорциональным квадрату скорости потока жидкости массы смеси и обратно пропорциональным плотности смеси.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` Вставьте или выход
сырой воздух

Сырой воздушный порт сохранения сопоставлен с входным отверстием или выходом сопротивления потока. Этот блок не имеет никакой внутренней направленности.

`B` Вставьте или выход
сырой воздух

Параметры

развернуть все

`Nominal pressure drop` — Перепад давления в известных условиях работы
`0.001 MPa` (значение по умолчанию)

Перепад давления от входного отверстия до выхода в известных условиях работы. Блок использует номинальные параметры, чтобы вычислить коэффициент пропорциональности между перепадом давления и массовой скоростью потока жидкости.

`Nominal mixture mass flow rate` — Массовая скорость потока жидкости в известных условиях работы
`0.1 kg/s` (значение по умолчанию)

Массовая скорость потока воздушной смеси через блок в известных условиях работы. Блок использует номинальные параметры, чтобы вычислить коэффициент пропорциональности между перепадом давления и массовой скоростью потока жидкости.

`Nominal mixture density` — Плотность в известных условиях работы
`0 kg/m^3` (значение по умолчанию)

Массовая плотность сырой воздушной смеси в сопротивлении потока в известных условиях работы. Блок использует номинальные параметры, чтобы вычислить коэффициент пропорциональности между перепадом давления и массовой скоростью потока жидкости. Обнулите этот параметр, чтобы проигнорировать зависимость перепада давления на воздушной плотности смеси.

Область `Cross-sectional area at ports A and B` — Flow в портах сопротивления потока
`0.01 m^2` (значение по умолчанию)

Область потока в портах сопротивления потока. Порты приняты, чтобы быть идентичными в размере.

`Fraction of nominal mixture mass flow rate for laminar flow transition` — Отношение порога к номинальным массовым скоростям потока жидкости
`1e-3` (значение по умолчанию)

Отношение пороговой скорости потока жидкости массы к номинальной массовой скорости потока воздушной смеси. Блок использует этот параметр, чтобы установить порог для линеаризации перепада давления.

Образцовые примеры

Система контроля за состоянием окружающей среды самолета

Моделирует систему контроля за состоянием окружающей среды (ECS) самолета, которая регулирует давление, температуру, влажность и озон (O3), чтобы поддержать удобную и безопасную среду каюты. Охлаждение и сушка обеспечивается воздушной машиной цикла (ACM), которая действует в качестве обратного Цикла Брайтона, чтобы удалить тепло из герметичного горячего воздуха выхода за край механизма. Некоторый горячий воздух выхода за край смешан непосредственно с выводом ACM, чтобы скорректировать температуру. Герметизация сохраняется клапаном оттока в каюте. Эта модель моделирует ECS, действующий от горячего состояния грунта до холодного условия круиза и назад к холодному состоянию грунта.

Открытая модель

Медицинский вентилятор с моделью легкого

Моделирует положительное давление медицинская система вентилятора. Предварительно установленная скорость потока жидкости предоставляется пациенту. Легкие моделируются с Переводным Механическим Конвертером (MA), который преобразовывает сырое давление воздуха в переводное движение. Путем установки Интерфейсной площади поперечного сечения на единицу смещение в механической переводной сети становится прокси для объема, сила становится прокси для давления, коэффициент упругости становится прокси для дыхательной диэлектрической емкости, и коэффициент затухания становится прокси для дыхательного сопротивления.

Открытая модель

Документация

Сопротивление потока (MA)

Описание

Переменные

Предположения и ограничения

Порты

Сохранение

`A` Вставьте или выход
сырой воздух

`B` Вставьте или выход
сырой воздух

Параметры

`Nominal pressure drop` — Перепад давления в известных условиях работы
`0.001 MPa` (значение по умолчанию)

`Nominal mixture mass flow rate` — Массовая скорость потока жидкости в известных условиях работы
`0.1 kg/s` (значение по умолчанию)

`Nominal mixture density` — Плотность в известных условиях работы
`0 kg/m^3` (значение по умолчанию)

Область `Cross-sectional area at ports A and B` — Flow в портах сопротивления потока
`0.01 m^2` (значение по умолчанию)

`Fraction of nominal mixture mass flow rate for laminar flow transition` — Отношение порога к номинальным массовым скоростям потока жидкости
`1e-3` (значение по умолчанию)

Образцовые примеры

Система контроля за состоянием окружающей среды самолета

Медицинский вентилятор с моделью легкого

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Введенный в R2018a

Документация Simscape

Поддержка

Документация

Сопротивление потока (MA)

Описание

Переменные

Предположения и ограничения

Порты

Сохранение

A Вставьте или выход сырой воздух

B Вставьте или выход сырой воздух

Параметры

Nominal pressure drop — Перепад давления в известных условиях работы 0.001 MPa (значение по умолчанию)

Nominal mixture mass flow rate — Массовая скорость потока жидкости в известных условиях работы 0.1 kg/s (значение по умолчанию)

Nominal mixture density — Плотность в известных условиях работы 0 kg/m^3 (значение по умолчанию)

Область Cross-sectional area at ports A and B — Flow в портах сопротивления потока 0.01 m^2 (значение по умолчанию)

Fraction of nominal mixture mass flow rate for laminar flow transition — Отношение порога к номинальным массовым скоростям потока жидкости 1e-3 (значение по умолчанию)

Образцовые примеры

Система контроля за состоянием окружающей среды самолета

Медицинский вентилятор с моделью легкого

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Введенный в R2018a

Документация Simscape

Поддержка

`A` Вставьте или выход
сырой воздух

`B` Вставьте или выход
сырой воздух

`Nominal pressure drop` — Перепад давления в известных условиях работы
`0.001 MPa` (значение по умолчанию)

`Nominal mixture mass flow rate` — Массовая скорость потока жидкости в известных условиях работы
`0.1 kg/s` (значение по умолчанию)

`Nominal mixture density` — Плотность в известных условиях работы
`0 kg/m^3` (значение по умолчанию)

Область `Cross-sectional area at ports A and B` — Flow в портах сопротивления потока
`0.01 m^2` (значение по умолчанию)

`Fraction of nominal mixture mass flow rate for laminar flow transition` — Отношение порога к номинальным массовым скоростям потока жидкости
`1e-3` (значение по умолчанию)

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