Тепловое поведение жидких систем представляет интерес во многих инженерных приложениях. Жидкости могут сохранить энергию и выпустить ее назад к их среде, часто выполнение работают в процессе. Нефтяной поток через подземный конвейер и гидравлический поток жидкости в приводе самолета является двумя примерами.
Когда температурные колебания незначительны, жидкости ведут себя как изотермические жидкости, который упрощает процесс моделирования. Однако, когда детализировано тепловой анализ является целью, или когда температурные колебания являются значительными, это предположение более не подходит.
Библиотека Thermal Liquid обеспечивает инструмент моделирования, который можно использовать, чтобы анализировать тепловое поведение тепловых жидких систем. Три известных примера показывают некоторые приложения, подходящие для Теплового Жидкого моделирования:
ssc_tl_oil_pipeline — Температура масла модели вдоль изолированного подземного конвейера.
ssc_tl_hydraulic_fluid_warming — Гидравлическое жидкое потепление модели из-за вязкого рассеяния в гидравлическом приводе.
ssc_tl_water_hammer — Смоделируйте эффект гидравлического удара из-за быстро поворачивающегося гидравлического клапана.
Тепловые жидкие системы могут расположиться в сложности от основного до узкоспециализированного. Чтобы смоделировать базовую систему, простые компоненты часто достаточны. Это компоненты, такие как емкости, трубопроводы, насосы и сам жидкий носитель. Простые компоненты часто являются независимой промышленностью и могут быть смоделированы с помощью одного блока Thermal Liquid. Например, можно смоделировать конвейерный сегмент с помощью одного блока Pipe (TL).
Чтобы смоделировать специализированную систему, обычно вы используете собственные компоненты. Это компоненты, которые вы не можете представлять одним блоком Thermal Liquid. Направленный распределительный клапан с пятью путями в ssc_tl_hydraulic_fluid_warming примером является один такой компонент. Собственные компоненты часто являются конкретной промышленностью и должны быть смоделированы путем группировки Тепловых Жидких блоков в более комплексные подсистемы.
Библиотека Thermal Liquid совместно использует структуру других библиотек Simscape™ Foundation. Четыре подбиблиотеки предоставляют Тепловые Жидкие блоки: Элементы, Источники, Датчики и Утилиты. С этими подбиблиотеками можно представлять наиболее распространенные компоненты тепловой жидкой системы. Таблица суммирует эти компоненты.
| Тип компонента | Описание | Тепловые жидкие блоки |
|---|---|---|
| Жидкое устройство хранения данных | Сохраните жидкость в емкостях или резервуарах. | Constant Volume Chamber (TL), Reservoir (TL), Controlled Reservoir (TL) |
| Жидкий транспорт | Транспортируйте тепловую жидкость через закрытые кабелепроводы, такие как трубопроводы. | Pipe (TL) |
| Ограничение потока | Ограничьте тепловой жидкий поток, например, из-за клапанов или подборов кривой. | Local Restriction (TL) |
| Механические интерфейсы | Соедините интерфейсом с тепловыми жидкими и механическими системами, например, чтобы преобразовать жидкую механическую энергию в полезную работу. | Translational Mechanical Converter (TL), Rotational Mechanical Converter (TL) |
| Источники питания | Предоставьте источник питания тепловой жидкой системе, например, перепад давлений или массовая скорость потока жидкости. | Mass Flow Rate Source (TL), Pressure Source (TL), Controlled Mass Flow Rate Source (TL), Controlled Pressure Source (TL) |
| Датчики | Выведите данные об измерении для динамических переменных, таких как массовая скорость потока жидкости, энергетическая скорость потока жидкости, давление и температура. | Pressure & Temperature Sensor (TL), Mass & Energy Flow Rate Sensor (TL), Thermodynamic Properties Sensor (TL), Volumetric Flow Rate Sensor (TL) |
| Тепловая жидкость | Задайте термодинамические свойства и температурную давлением область валидности теплового жидкого носителя. | Thermal Liquid Settings (TL) |
Блок Thermal Liquid Settings (TL) задает термодинамические свойства жидкого носителя. Эти свойства являются исходными функциями обоих давлений и температур. Это предположение повышает точность модели, особенно в моделях, в котором давлении, значительно различается температура или оба.
Блок принимает двухсторонние интерполяционные таблицы как вход. Эти таблицы вводят различные значения термодинамического свойства в дискретных давлениях и температурах. Можно заполнить эти таблицы с помощью эмпирических данных из таблиц данных продукта или значений, вычисленных от аналитических выражений.
Тепловые Жидкие блоки могут содержать различные типы сохранения портов. Эти порты включают не только Тепловые Жидкие порты сохранения, но также и тепловые и механические порты сохранения. При помощи этих портов можно соединить интерфейсом с Тепловой Жидкой подсистемой с тепловыми и механическими подсистемами.
Например, можно использовать тепловой порт сохранения блока Pipe (TL), чтобы смоделировать проводящую теплопередачу через стену трубопровода. Моделирование нефтепровода является одним приложением. Пример ssc_tl_oil_pipeline показывает этот подход.
Точно так же можно использовать поступательные порты сохранения механического устройства блока Translational Mechanical Converter (TL), чтобы преобразовать гидравлическое давление в тепловой жидкой системе в механическую силу приводов. Гидравлическое моделирование привода является одним приложением. Пример ssc_tl_hydraulic_fluid_warming показывает этот подход.
Таблица приводит Тепловые Жидкие блоки, которые имеют тепловые или механические порты сохранения. Можно использовать эти блоки, чтобы создать многодоменную модель, содержащую тепловые жидкие, тепловые, и механические подсистемы.
| Тепловой жидкий блок | Тепловой порт сохранения | Порт сохранения механического устройства |
|---|---|---|
| Постоянная емкость объема (TL) | ✓ | ✗ |
| Передайте (TL) по каналу | ✓ | ✗ |
| Вращательный механический конвертер (TL) | ✓ | ✓ |
| Поступательный механический конвертер (TL) | ✓ | ✓ |