Flow Resistance (MA)

Общее сопротивление в сырой воздушной ветви

Библиотека:
Simscape / Библиотека Основы / Сырой Воздух / Элементы

Описание

Блок Flow Resistance (MA) моделирует общий перепад давления в сырой воздушной ветви сети. Понижение давления пропорционально квадрату скорости потока жидкости массы смеси и обратно пропорционально плотности смеси. Коэффициент пропорциональности определяется из 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 aW, и g укажите на свойства сухого воздуха, водяного пара, и проследите газ, соответственно. Индексы A и B укажите 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 нуля, 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

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

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 входом 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 между входным и выходным отверстиями 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.

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

Площадь 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.

Примеры модели

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 обеспечить 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 выходом ACM, чтобы скорректировать температуру. Герметизация обеспечена клапаном оттока в каюте. Эта модель симулирует 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 Поступательным Механическим Конвертером (MA), который преобразует сырое давление воздуха в поступательное движение. Путем установки Интерфейсной площади поперечного сечения на единицу смещение в механической поступательной сети становится прокси для объема, сила становится прокси при давлении, коэффициент упругости становится прокси для дыхательной диэлектрической емкости, и коэффициент затухания становится прокси для дыхательного сопротивления.

Открытая модель

Документация

Flow Resistance (MA)

Описание

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)

`Cross-sectional area at ports A and B` — Площадь потока 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)

Примеры модели

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

Flow Resistance (MA)

Описание

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)

Cross-sectional area at ports A and B — Площадь потока 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)

Примеры модели

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)

`Cross-sectional area at ports A and B` — Площадь потока 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™.