Локальное ограничение (TL)

Независимое от времени сокращение области потока

Библиотека

Тепловая Жидкость/Элементы

Описание

Блок Local Restriction (TL) моделирует перепад давления из-за независимого от времени сокращения области потока, такой как отверстие. Порты A и B представляют входные отверстия ограничения. Область ограничения, заданная в диалоговом окне блока, остается постоянной во время симуляции.

Ограничение состоит из сокращения, сопровождаемого внезапным расширением в области потока. Сокращение заставляет жидкость ускоряться и ее давление на отбрасывание. Перепад давления принят, чтобы сохраниться в зоне расширения — приближение, подходящее для узких ограничений.

Локальное схематичное ограничение

Массовый баланс

Массовый баланс в ограничении

$0 = {\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B},$

где:

${\dot{m}}_{A}$ массовая скорость потока жидкости в ограничение через порт A.
${\dot{m}}_{B}$ массовая скорость потока жидкости в ограничение через порт B.

Баланс импульса

Перепад давлений между портами A и B следует из баланса импульса в ограничении:

$p_{A} - p_{B} = \frac{{\dot{m}}_{A} {({\dot{m}}_{A}^{2} + {\dot{m}}_{A c}^{2})}^{1 / 2}}{2 C_{}^{d2} S_{R} ρ_{u}},$

где:

p _A является давлением в порте A.
p _B является давлением в порте B.
C _d является коэффициентом выброса апертуры ограничения.
S _R является площадью поперечного сечения апертуры ограничения.
ρ _u является жидкой плотностью в восходящем направлении апертуры ограничения.
${\dot{m}}_{Ac}$ критическая массовая скорость потока жидкости в порте A.

Критическая массовая скорость потока жидкости в порте A

${\dot{m}}_{Ac} = {Ре}_{c} \sqrt{π S_{R}} \frac{μ_{u}}{2},$

где:

Re _c является критическим числом Рейнольдса,

${Ре}_{c} = \frac{| {\dot{m}}_{Ac} | D}{S_{R} μ_{u}},$
D является гидравлическим диаметром апертуры ограничения.
μ _u является жидкой динамической вязкостью в восходящем направлении апертуры ограничения.

Коэффициент выброса является отношением фактической массовой скорости потока жидкости через локальное ограничение на идеальную массовую скорость потока жидкости,

$C_{d} = \frac{\dot{m}}{{\dot{m}}_{идеал}},$

где:

$\dot{m}$ фактическая массовая скорость потока жидкости через локальное ограничение.
${\dot{m}}_{i d e a l}$ идеальная массовая скорость потока жидкости через локальное ограничение:

${\dot{m}}_{i d e a l} = S_{R} \sqrt{\frac{2 ρ_{u} (p_{A} - p_{B})}{1 - {(S_{R} / S)}^{2}}} .$
где S является входной площадью поперечного сечения.

Энергетический баланс

Энергетический баланс в ограничении

$ϕ_{A} + ϕ_{B} = 0,$

где:

ϕ _A является энергетической скоростью потока жидкости в ограничение через порт A.
ϕ _B является энергетической скоростью потока жидкости в ограничение через порт 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.

Предположения и ограничения

Ограничение является адиабатой. Это не обменивается теплом со своей средой.
Динамическая сжимаемость и тепловая мощность производства жидкости в ограничении незначительны.

Параметры

Restriction Area

Введите площадь поперечного сечения потока локального ограничения. Значением по умолчанию является 1e-5 m^2.

Cross-sectional area at ports A and B

Введите площадь поперечного сечения потока локальных портов ограничения. Эта область принята то же самое для этих двух портов. Значением по умолчанию является 1e-2 m^2.

Characteristic longitudinal length

Введите аппроксимированную продольную длину локального ограничения. Эта длина обеспечивает меру продольной шкалы ограничения. Значением по умолчанию является 1e-1 m.

Discharge coefficient

Введите коэффициент выброса локального ограничения. Коэффициент выброса является полуэмпирическим параметром, обычно раньше характеризовал пропускную способность отверстия. Этот параметр задан как отношение фактической массовой скорости потока жидкости через отверстие к идеальной массовой скорости потока жидкости:

$C_{d} = \frac{\dot{m}}{{\dot{m}}_{идеал}},$

где C _d является коэффициентом выброса, $\dot{m}$ фактическая массовая скорость потока жидкости через отверстие, и ${\dot{m}}_{i d e a l}$ идеальная массовая скорость потока жидкости:

${\dot{m}}_{i d e a l} = S_{r} \sqrt{\frac{2 ρ (p_{A} - p_{B})}{1 - {(S_{r} / S)}^{2}}} .$

Значением по умолчанию является 0.7, соответствуя отверстию с острым краем.

Pressure recovery

Задайте, объяснить ли восстановление давления при локальном выходе ограничения. Опции включают On и Off. Настройкой по умолчанию является On.

Critical Reynolds number

Введите число Рейнольдса для перехода между режимами ламинарного и турбулентного течения. Значением по умолчанию является 12, соответствуя отверстию с острым краем.

Порты

Блок имеет два тепловых жидких порта сохранения, A и B. Эти порты представляют входные отверстия локального ограничения.

Документация

Локальное ограничение (TL)

Библиотека

Описание

Массовый баланс

Баланс импульса

Энергетический баланс

Переменные

Предположения и ограничения

Параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2013b

Документация Simscape

Поддержка

Документация

Локальное ограничение (TL)

Библиотека

Описание

Массовый баланс

Баланс импульса

Энергетический баланс

Переменные

Предположения и ограничения

Параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2013b

Документация Simscape

Поддержка

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