Variable Local Restriction (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 А и B представляют вход ограничения и выход. AR порта устанавливает изменяющуюся во времени площадь ограничения, определенную как физический сигнал.

Ограничение состоит из сокращения, сопровождаемого внезапным расширением в площади 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

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

где:

${\dot{m}}_{A}$ и ${\dot{m}}_{B}$ массовые скорости потока жидкости в ограничение через порт А и порт B.

Энергетический баланс

Энергетическое уравнение баланса

$ϕ_{A} + ϕ_{B} = 0,$

где:

ϕ _A и ϕ _B является энергетическими скоростями потока жидкости в ограничение через порт А и порт B.

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

$u_{A} + p_{A} ν_{A} + \frac{w_{A}^{2}}{2} = u_{R} + p_{R} ν_{R} + \frac{w_{R}^{2}}{2},$

в то время как в порте B,

$u_{B} + p_{B} ν_{B} + \frac{w_{B}^{2}}{2} = u_{R} + p_{R} ν_{R} + \frac{w_{R}^{2}}{2},$

где:

u _A, u _B и u _R является определенными внутренними энергиями в порте А в порте B и апертуре ограничения.
p _A, p _B и p _R является давлениями в порте А, порте B и апертуре ограничения.
ν _A, ν _B и ν _R является определенными объемами в порте А, порте B и апертуре ограничения.
w _A, w _B и w _R является идеальными скоростями потока в порте А, порте B и апертуре ограничения.

Идеальная скорость потока вычисляется как

$w_{A} = \frac{{\dot{m}}_{i d e a l} ν_{A}}{S}$

в порте А, как

$w_{B} = \frac{{\dot{m}}_{i d e a l} ν_{B}}{S}$

в порте B, и как

$w_{R} = \frac{{\dot{m}}_{i d e a l} ν_{R}}{S_{R}},$

в ограничении, где:

${\dot{m}}_{i d e a l}$ идеальная массовая скорость потока жидкости через ограничение.
S является площадью потока в порте А и порте B.
S _R является площадью потока апертуры ограничения.

Идеальная массовая скорость потока жидкости через ограничение вычисляется как:

${\dot{m}}_{i d e a l} = \frac{{\dot{m}}_{A}}{C_{D}},$

где:

C _D является коэффициентом расхода 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 течения. Когда поток турбулентен:

$\dot{m} = S_{R} (p_{A} - p_{B}) \sqrt{\frac{2}{| p_{A} - p_{B} | ν_{R} K_{T}}},$

где K _T задан как:

$K_{T} = (1 + \frac{S_{R}}{S}) (1 - \frac{ν_{\in}}{ν_{}} \frac{S_{R}}{S}) - 2 \frac{S_{R}}{S} (1 - \frac{ν_{}}{ν_{R}} \frac{S_{R}}{S}),$

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

Когда поток ламинарен:

$\dot{m} = S_{R} (p_{A} - p_{B}) \sqrt{\frac{2}{Δ p_{Th} ν_{R} {(1 - \frac{S_{R}}{S})}^{2}},}$

где Δp_{, Th} обозначает пороговый перепад давления, при котором поток начинает гладко переходить между ламинарным и турбулентным:

$Δ p_{Th} = (\frac{p_{A} + p_{B}}{2}) (1 - B_{L}),$

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

Давление в области ограничения, p _R аналогично зависит от режима течения. Когда поток турбулентен:

$p_{RL} = p_{\in} - \frac{ν_{R}}{2} {(\frac{\dot{m}}{S_{R}})}^{2} (1 + \frac{S_{R}}{S}) (1 - \frac{ν_{\in}}{ν_{R}} \frac{S_{R}}{S}) .$

Когда поток ламинарен:

$p_{RL} = \frac{p_{A} + p_{B}}{2} .$

Переменные

Чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках 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 Переменных в блоках.

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 м^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 м^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 м^2, совпадает с областью апертуры ограничения.
Flow discharge coefficient: Отношение фактического к теоретической массовой скорости потока жидкости через ограничение. Коэффициент расхода 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 течения принят, чтобы переключиться от ламинарного до турбулентного. Преобладающий режим течения определяет уравнения, используемые в симуляции. Перепад давления через ограничение линеен относительно массовой скорости потока жидкости, если поток ламинарен и квадратичен (относительно массовой скорости потока жидкости), если поток турбулентен. Значением по умолчанию является 0.999.

Порты

Пара двухфазных жидких портов сохранения пометила A, и B представляют вход ограничения и выход. Входной порт физического сигнала пометил средства управления AR площадью поперечного сечения апертуры ограничения, расположенной между входом ограничения и выходом.

Документация

Variable Local Restriction (2P)

Библиотека

Описание

Массовый баланс

Энергетический баланс

Баланс импульса

Переменные

Параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2015b

Документация Simscape

Поддержка

Документация

Variable Local Restriction (2P)

Библиотека

Описание

Массовый баланс

Энергетический баланс

Баланс импульса

Переменные

Параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2015b

Документация Simscape

Поддержка

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