Thermal Liquid Properties (TL)

Задайте свойства жидкости для симуляции тепловой жидкой сети

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Утилиты

Описание

Блок Thermal Liquid Properties (TL) применяется к тепловой жидкости, объединяют свойства в сеть жидкости, выбранной из списка предварительных установок. Предварительно установленные жидкости включают чистую воду, водные смеси — солончака, гликоля и составных объектов глицерина, обычно используемых в приложениях теплопередачи в качестве решений для антифриза и хладагентов. Они включают также топливо, такое как дизель и Струя класса авиации A и моторные масла, такие как SAE 5W-30. Используйте этот блок в качестве простой альтернативы блоку Thermal Liquid Settings (TL), чтобы задать жидкость, не имея необходимость задавать подробно все ее свойства. Каждая тепловая жидкая сеть в модели должна содержать один экземпляр любого из этих блоков.

Предварительно установленные свойства жидкости заданы в табличной форме как функции температуры и давления. Табличные данные получены от Coolprop — базы данных жидкостей с открытым исходным кодом — или, в случае морской воды, от вычислительной модели, разработанной (и собственные к) MIT. Значения свойств установлены в процессе моделирования линейной интерполяцией самых близких сведенных в таблицу точек останова. Эффект концентрации включен в вычисления свойства для смесей (с массой или частью объема, обеспечивающей необходимую меру концентрации).

Все свойства жидкости, обычно определяемые в блоке Thermal Liquid Settings (TL), заданы в блоке. Эти свойства включают плотность, модуль объемной упругости и тепловой коэффициент расширения, определенную внутреннюю энергию и удельную теплоемкость, а также кинематическую вязкость и теплопроводность. Свойства допустимы по ограниченной области температур и давлений, характерных для выбранной жидкости и зависимый, в случаях смесей, на заданной концентрации. Симуляция позволена в этой области валидности только.

Визуализация данных

Утилита визуализации данных обеспечивает средние значения, чтобы изобразить в виде графика свойства жидкости, заданные в блоке. Используйте его, чтобы исследовать зависимости от температуры и давления тех свойств или установить границы их областей валидности (равный в визуализации к границам графиков). Чтобы открыть утилиту визуализации, щелкните правой кнопкой по блоку, и в контекстно-зависимом меню выбирают Fluids> Plot Fluid Properties. График обновляется автоматически после выбора свойства жидкости из выпадающего списка. Используйте кнопку Refresh, чтобы регенерировать график каждый раз, когда жидкий выбор или любой из его обязательных параметров изменяются.

Визуализация данных о плотности для 10%-го глицерина водная смесь

Области валидности

Области валидности заданы в блоке как матрицы нулей и единиц. Каждая строка соответствует сведенной в таблицу температуре и каждому столбцу к сведенному в таблицу давлению. Нуль обозначает некорректную точку останова и ту допустимая точка останова. Эти матрицы валидности являются внутренними с блоком и не могут быть изменены; они могут только проверяться (использование утилиты визуализации данных блока).

В большинстве случаев матрицы валидности извлечены непосредственно из табличных данных. Гликоль и смеси глицерина являются частичным исключением. Их границы давления не доступны из данных Coolprop (где они обработаны как несжимаемые жидкости), и должен поэтому быть получен явным образом из параметров блоков. Рисунок показывает пример области валидности, ту из чистой воды. Теневые квадраты за пределами области валидности.

Water

Свойства воды допустимы при температурах выше значения тройной точки (273.160 K) до значения критической точки (647.096 K). Они допустимы при давлениях выше большего из значения тройной точки (611.657 Pa) с одной стороны и температурно-зависимая степень насыщения на другом, до значения критической точки (22,064,000 MPa). Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки присвоены значение 0 в матрице валидности.

Seawater (MIT model)

Свойства морской воды допустимы при температурах выше 0°C до 120°C (273.15 K к 393.15 K); они допустимы при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 12 MPa. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки (и на заданном уровне концентрации) присвоены значение 0 в матрице валидности. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 к 0.12 на массовой дробной основе.

Ethylene glycol and water mixture

Свойства водной этиленовой смеси гликоля допустимы по температурной области, определенной из концентрации смеси; они допустимы при давлениях в минимальных и максимальных границах, заданных в диалоговом окне блока (расширенный горизонтально, чтобы охватить ширину температурных строк).

Чем более низкая связанная температура всегда, тем меньший из минимальной температуры, извлеченной из данных Coolprop и температуры замерзания смеси (смесь должна быть в жидком состоянии). Верхняя связанная температура всегда является максимальной температурой, извлеченной из данных Coolprop. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 к 0.6 если массово-дробное основание используется, или от 0 к 1 если основание части объема используется.

Propylene glycol and water mixture

Свойства водной смеси гликоля пропилена допустимы в областях значений температуры и давления, описанных для случая Ethylene glycol and water mixture. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 к 0.6 если массово-дробное основание используется, или от 0.1 к 0.6 если основание части объема используется.

Glycerol and water mixture

Свойства водной смеси глицерина допустимы в областях значений температуры и давления как описано для случая Ethylene glycol and water mixture. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 к 0.6 на массово-дробной основе.

Aviation fuel Jet-A

Свойства Струи топливо допустимы при температурах выше -50.93°C до 372.46°C (222.22 K к 645.61 K); они допустимы при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 2.41 MPa. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки присвоены значение 0 в матрице валидности.

Diesel fuel

Свойства дизельного топлива допустимы при температурах выше -34.95°C до 417.82°C (238.20 K к 690.97 K); они допустимы при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 2.29 MPa. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки присвоены значение 0 в матрице валидности.

SAE 5W-30

Свойства SAE 5W-30 топливо выводят из данных, покрывающих различные области значений температуры и давления для каждого свойства, но всех расширенных экстраполяцией к (-38, 200) C и (0.01, 100) MPa.

Вычисления плотности

Водные смеси гликоля и составных объектов глицерина обработаны в базе данных Coolprop как несжимаемые вещества. Их модули объемной упругости недоступны из данных и должны вместо этого быть получены из параметров блоков (где они заданы как константы). Зависимости от давления их тепловых коэффициентов расширения аналогично отсутствуют и должны поэтому быть вычислены (использование обеспеченного модуля объемной упругости). Позвольте плотности быть:

ρ(T,p)=dT(∂ρ(T,p)∂T)p+dp(dρ(T,p)dp)T,

где ρ является плотностью, T является температурой, и p является давлением.

Решение имеет форму:

ρ(T,p)=ρ(T)exp(p−pRβ),

где ß является изотермическим модулем объемной упругости, и где нижний R обозначает ссылочное значение, здесь атмосферное давление, при котором задан модуль объемной упругости. Частная производная плотности относительно температуры:

(∂ρ(T,p)∂T)p=(∂ρ(T)∂T)Texp(p−pRβ).

Тепловой коэффициент расширения задан как:

α(T,p)=−1ρ(T,p)(∂ρ(T,p)∂T)p,

Эквивалентно:

α(T,p)=−1ρ(T,p)(∂ρ(T)∂T)Texp(p−pRβ).

Блок обеспечивает тепловой коэффициент расширения в этой форме к тепловой жидкой сети, которой это - часть.

Порты

Сохранение

развернуть все

Узел, идентифицирующий тепловую жидкую сеть, для которой можно задать необходимые свойства жидкости. Жидкость, выбранная в этом блоке, применяется к целой сети. Никакой другой блок Thermal Liquid Properties (TL) или Thermal Liquid Settings (TL) не может быть соединен с той же сетью.

Параметры

развернуть все

Выбор предварительно установленной жидкости, чьи свойства использовать в вычислениях связанной тепловой жидкой сети. Свойства жидкости автоматически установлены с помощью внутренней базы данных, выведенной из библиотеки жидкостей Coolprop. Обеспеченные жидкости включают чистую воду, водные смеси, моторные масла и топливо.

Отношение массы соли, существующей в солевой смеси к общей массе той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен только когда Seawater (MIT model) выбран как рабочая жидкость.

Количество, в терминах которого можно задать концентрацию этиленового гликоля в его водной смеси. Этот параметр активен только когда любой Ethylene glycol and water mixture или Propylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость.

Объем этиленового гликоля, существующего в водной смеси, разделенной на суммарный объем той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен когда Ethylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость и Volume fraction выбран как тип концентрации.

Масса этиленового гликоля, существующего в водной смеси, разделенной на общую массу той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен когда Ethylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость и Mass fraction выбран как тип концентрации.

Объем гликоля пропилена, существующего в водной смеси, разделенной на суммарный объем той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен когда Propylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость и Volume fraction выбран как тип концентрации.

Масса гликоля пропилена, существующего в водной смеси, разделенной на общую массу той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен когда Propylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость и Mass fraction выбран как тип концентрации.

Модуль объемной упругости водной смеси при постоянной температуре. Модуль объемной упругости измеряет изменение в давлении, требуемом вызывать дробное изменение в объеме жидкости.

Зависимости

Этот параметр активен когда любой Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture, или Glycerol and water mixture выбран как рабочая жидкость.

Нижняя граница области значений давления, позволенной в тепловой жидкой сети, соединенной с этим блоком.

Зависимости

Этот параметр активен когда любой Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture, или Glycerol and water mixture выбран как рабочая жидкость.

Верхняя граница области значений давления, позволенной в тепловой жидкой сети, соединенной с этим блоком.

Зависимости

Этот параметр активен когда любой Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture, или Glycerol and water mixture выбран как рабочая жидкость.

Абсолютное давление внешней среды, в которой тепловая жидкая сеть принята, чтобы запуститься. Значением по умолчанию является стандартное атмосферное давление, измеренное на уровне моря на Земле.

Ссылки

[1] Массачусетский технологический институт (MIT), свойства Thermophysical базы данных морской воды. http://web.mit.edu / морская вода.

[2] К.Г. Наяр, М.Х. Шаркои, Л.Д. Бэнчик, Дж.Х. Линхард V, свойства Thermophysical морской воды: анализ и новые корреляции, которые включают зависимость давления, Опреснение воды, Издание 390, стр 1-24, 2016.

[3] М.Х. Шаркои, Дж.Х. Линхард V, С.М. Зубэр, свойства Thermophysical морской воды: анализ существующих корреляций и данных, Опреснения воды и Очистки воды, Издания 16, стр 354-380.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2018a

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте