Переменное локальное ограничение (2P)

Изменяющееся во времени сопротивление потока

Библиотека

Двухфазная Жидкость/Элементы

Описание

Блок Variable Local Restriction (2P) моделирует перепад давления из-за изменяющегося во времени сопротивления потока, такого как клапан. Порты A и B представляют входное отверстие ограничения и выход. AR порта устанавливает изменяющуюся во времени область ограничения, заданную как физический сигнал.

Ограничение состоит из сокращения, сопровождаемого внезапным расширением в области потока. Сокращение заставляет жидкость ускоряться и ее давление на отбрасывание. Расширение восстанавливает потерянное давление, хотя только частично, когда поток отделяется от стены, теряя импульс в процессе.

Локальное схематичное ограничение

Массовый баланс

Массовое уравнение баланса

m˙A+m˙B=0,

где:

  • m˙A и m˙B массовые скорости потока жидкости в ограничение через порт A и порт B.

Энергетический баланс

Энергетическое уравнение баланса

ϕA+ϕB=0,

где:

  • ϕ A и ϕ B является энергетическими скоростями потока жидкости в ограничение через порт A и порт B.

Локальное ограничение принято, чтобы быть адиабатой, и изменение в определенной общей энтальпии является поэтому нулем. В порте A,

uA+pAνA+wA22=uR+pRνR+wR22,

в то время как в порте B,

uB+pBνB+wB22=uR+pRνR+wR22,

где:

  • u A, u B и u R является определенными внутренними энергиями в порте A в порте B и апертуре ограничения.

  • p A, p B и p R является давлениями в порте A, порте B и апертуре ограничения.

  • ν A, ν B и ν R является определенными объемами в порте A, порте B и апертуре ограничения.

  • w A, w B и w R является идеальными скоростями потока в порте A, порте B и апертуре ограничения.

Идеальная скорость потока вычисляется как

wA=m˙idealνAS

в порте A, как

wB=m˙idealνBS

в порте B, и как

wR=m˙idealνRSR,

в ограничении, где:

  • m˙ideal идеальная массовая скорость потока жидкости через ограничение.

  • S является областью потока в порте A и порте B.

  • S R является областью потока апертуры ограничения.

Идеальная массовая скорость потока жидкости через ограничение вычисляется как:

m˙ideal=m˙ACD,

где:

  • C D является коэффициентом выброса потока для локального ограничения.

Локальные переменные ограничения

Баланс импульса

Изменение в импульсе между портами отражает в падении давления через ограничение. Та потеря зависит от массовой скорости потока жидкости через ограничение, хотя точная зависимость меняется в зависимости от режима потока. Когда поток является бурным:

m˙=SR(pApB)2|pApB|νRKT,

где K T задан как:

KT=(1+SRS)(1ν\inνSRS)2SRS(1ννRSRS),

в котором нижний in обозначает входной порт и нижний out порт выхода. То, какой порт служит входным отверстием и которое служит выходом, зависит от перепада давления через ограничение. Если давление больше в порте A, чем в порте B, то порт A является входным отверстием; если давление больше в порте B, то порт B является входным отверстием.

Когда поток является пластинчатым:

m˙=SR(pApB)2ΔpTh νR(1SRS)2,

где Δp, Th обозначает пороговый перепад давления, при котором поток начинает гладко переходить между пластинчатым и бурным:

ΔpTh =(pA+pB2)(1BL),

в котором Бегство B является параметрами блоков Laminar flow pressure ratio. Поток является пластинчатым, если перепад давления от порта A до порта B ниже порогового значения; в противном случае поток является бурным.

Давление в области ограничения, p R аналогично зависит от режима потока. Когда поток является бурным:

pRL =p\inνR2(m˙SR)2(1+SRS)(1ν\inνRSRS).

Когда поток является пластинчатым:

pRL =pA+pB2.

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.

Параметры

Minimum restriction area

Область, нормальная к пути к потоку в апертуре ограничения, когда ограничение находится в полностью закрытом состоянии. Область, полученная из AR физического сигнала, насыщает в этом значении. Входные значения, меньшие, чем минимальная область ограничения, проигнорированы и заменены значением, заданным здесь. Значение по умолчанию 1e-10 m^2.

Maximum restriction area

Область, нормальная к пути к потоку в апертуре ограничения, когда ограничение находится в полностью открытом состоянии. Область, полученная из AR физического сигнала, насыщает в этом значении. Входные значения, больше, чем максимальная область ограничения, проигнорированы и заменены значением, заданным здесь. Значением по умолчанию является 0.005 m^2.

Cross-sectional area at ports A and B

Область, нормальная к пути к потоку в портах ограничения. Порты приняты, чтобы быть идентичными в поперечном сечении. Значение по умолчанию, 0.01 m^2, совпадает с областью апертуры ограничения.

Flow discharge coefficient

Отношение фактического к теоретической массовой скорости потока жидкости через ограничение. Коэффициент выброса является эмпирическим параметром, используемым, чтобы составлять неидеальные эффекты, такие как те из-за геометрии ограничения. Значением по умолчанию является 0.64.

Laminar flow pressure ratio

Отношение выхода к входному давлению порта, при котором режим потока принят, чтобы переключиться от пластинчатого до бурного. Преобладающий режим потока определяет уравнения, используемые в симуляции. Перепад давления через ограничение линеен относительно массовой скорости потока жидкости, если поток является пластинчатым и квадратичным (относительно массовой скорости потока жидкости), если поток является бурным. Значением по умолчанию является 0.999.

Порты

Пара двухфазных жидких портов сохранения маркировала A, и B представляют входное отверстие ограничения и выход. Входной порт физического сигнала маркировал средства управления AR площадью поперечного сечения апертуры ограничения, расположенной между входным отверстием ограничения и выходом.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2015b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте