Flow Restriction

Изэнтропический идеальный поток газа через отверстие

Библиотека:
Powertrain Blockset / Движение / Компоненты Двигателя внутреннего сгорания / Основной Поток

Описание

Модели блока Flow Restriction изэнтропический идеальный поток газа через отверстие. Блок использует сохранение массы и энергии определить массовый расход жидкости. Скорость потока ограничивается дросселируемым потоком.

Можно задать эти модели площади постоянного отверстия:

Постоянный
Внешний вход
Отрегулируйте геометрию тела

Уравнения

Блок Flow Restriction реализует эти уравнения.

Вычисление	Уравнения
Стандартное отверстие	${\dot{m}}_{o r f} = Γ \cdot Ψ (P_{r a t i o})$ $P_{r a t i o} = \frac{P_{d o w n s t r}}{P_{u p s t r}}$ $Γ = \frac{A_{e f f} \cdot P_{u p s t r}}{\sqrt{R \cdot T_{u p s t r}}}$ $P_{c r} = {(\frac{2}{γ + 1})}^{\frac{γ}{γ - 1}}$ $Ψ = {\begin{matrix} \sqrt{γ {(\frac{2}{γ + 1})}^{\frac{γ + 1}{γ - 1}}} & P_{r a t i o} < P_{c r} \\ \sqrt{\frac{2 γ}{γ - 1} (P_{r a t i o}^{\frac{2}{γ}} - P_{r a t i o}^{\frac{γ + 1}{γ}})} & P_{c r} \leq P_{r a t i o} \leq P_{l i m} \\ \frac{P_{r a t i o} - 1}{P_{l i m} - 1} \sqrt{\frac{2 γ}{γ - 1} (P_{l i m}^{\frac{2}{γ}} - P_{l i m}^{\frac{γ + 1}{γ}})} & P_{l i m} < P_{r a t i o} \end{matrix}$
Составляющие массовые расходы жидкости	${\dot{m}}_{i} = {\dot{m}}_{o r f} y_{u p s t r, i}$
Постоянная площадь постоянного отверстия	$A_{e f f} = A_{o r f_c n s t} \cdot C d_{c n s t}$
Внешняя входная площадь постоянного отверстия	$A_{e f f} = A_{o r f_e x t} \cdot C d_{e x t}$
Отрегулируйте геометрию тела	$θ_{t h r} = P c t_{t h r} \cdot \frac{90}{100}$ $A_{e f f_t h r} = \frac{π}{4} D_{t h r}^{2} C_{d_t h r} (θ_{t h r})$
Уровень теплового потока	$q_{o r f} = {\dot{m}}_{o r f} h_{u p s t r}$

Уравнения используют эти переменные.

$A_{e f f}$ , $A_{e f f_t h r}$	Эффективная площадь поперечного сечения отверстия
$A_{o r f_c n s t}$ , $A_{o r f_e x t}$	Площадь постоянного отверстия
$C d_{c n s t}$ , $C d_{e x t}$	Коэффициент расхода
$R$	Идеальная газовая константа
$P_{c r}$	Критическое давление, при котором происходит дросселируемый поток
γ	Отношение удельных теплоемкостей
$Γ$	Функция потока на основе отношения давления
$P_{r a t i o}$	Отношение давления
$P_{u p s t r}$	Восходящее давление отверстия
$P_{d o w n s t r}$	Нисходящее давление отверстия
$P_{l i m}$	Предел отношения давления, чтобы избежать сингулярности как отношения давления приближается 1
_yupstr,i	Восходящая часть массы разновидностей, поскольку i = _O2, _N2, незаписанное топливо, _CO2, _{H2O, CO}, нет, _NO2, PM, воздух и отработавший газ
${\dot{m}}_{i}$	Массовый расход жидкости, поскольку i = _O2, _N2, незаписанное топливо, _CO2, _{H2O, CO}, нет, _NO2, PM, воздух и отработавший газ
$θ_{t h r}$	Отрегулируйте угол
$P c t_{t h r}$	Процент тела дросселя, которое открыто
_{Cd_thr}	Отрегулируйте коэффициент расхода
$D_{t h r}$	Отрегулируйте диаметр тела при открытии
${\dot{m}}_{o r f}$	Поток массы отверстия
_hupstr	Восходящая определенная энтальпия
_qorf	Уровень теплового потока

Блок использует внутренний FlwDir сигнала отслеживать направление потока.

Учет степени

Для учета степени блок реализует эти уравнения.

Сигнал шины			Описание	Уравнения
`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd` — Степень передается между блоками Положительные сигналы указывают на поток в блок Отрицательные сигналы указывают, вытекают из блока	`PwrHeatFlwIn`	Уровень теплового потока в порте А	_qorf
		`PwrHeatFlwOut`	Уровень теплового потока в порте B	- _qorf
	`PwrNotTrnsfrd` — Степень, пересекающая контур блока, но не переданный Положительные сигналы указывают на вход Отрицательные сигналы указывают на потерю	Не используемый
	`PwrStored` — Сохраненный тариф на энергоносители изменения Положительные сигналы указывают на увеличение Отрицательные сигналы указывают на уменьшение	Не используемый

Порты

Входной параметр

развернуть все

`A` — Вставьте давление отверстия, температуру, энтальпию, массовые части
двухсторонний порт коннектора

Шина, содержащая отверстие:

Prs — Давление, в Па
Temp — Температура, в K
Enth — Определенная энтальпия, в J/kg
MassFrac — Вставьте массовые части, безразмерные.
А именно, шина с этими массовыми частями:
- O2MassFrac — Кислород
- N2MassFrac — Азот
- UnbrndFuelMassFrac — Незаписанное топливо
- CO2MassFrac — Углекислый газ
- H2OMassFrac — Вода
- COMassFrac — Угарный газ
- NOMassFrac — Азотная окись
- NO2MassFrac — Диоксид азота
- NOxMassFrac — Азотный диоксид окиси и азота
- PmMassFrac — Твердые примеси в атмосфере
- AirMassFrac — Воздух
- BrndGasMassFrac — Отработавший газ

`B` — Давление отверстия выхода, температура, энтальпия, массовые части
двухсторонний порт коннектора

Шина, содержащая отверстие:

Prs — Давление, в Па
Temp — Температура, в K
Enth — Определенная энтальпия, в J/kg
MassFrac — Части массы выхода, безразмерные.
А именно, шина с этими массовыми частями:
- O2MassFrac — Кислород
- N2MassFrac — Азот
- UnbrndFuelMassFrac — Незаписанное топливо
- CO2MassFrac — Углекислый газ
- H2OMassFrac — Вода
- COMassFrac — Угарный газ
- NOMassFrac — Азотная окись
- NO2MassFrac — Диоксид азота
- NOxMassFrac — Азотный диоксид окиси и азота
- PmMassFrac — Твердые примеси в атмосфере
- AirMassFrac — Воздух
- BrndGasMassFrac — Отработавший газ

`Area` — Площадь постоянного отверстия
`scalar`

Внешний вход области для площади постоянного отверстия, $A_{o r f_e x t}$ , в м^2.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите External input для параметра Orifice area model.

`ThrPct` — Отрегулируйте открытый процент тела
`scalar`

Процент тела дросселя, которое открыто, $P c t_{t h r}$ .

Зависимости

Чтобы создать этот порт, выберите Throttle body geometry для параметра Orifice area model.

Вывод

развернуть все

`A` — Вставьте массовый расход жидкости, уровень теплового потока, температуру
двухсторонний порт коннектора

Соедините шиной содержащий:

MassFlw — Массовый расход жидкости через вход, в kg/s
HeatFlw — Вставьте уровень теплового потока в J/s
Temp — Вставьте температуру в K
MassFrac — Вставьте массовые части, безразмерные.
А именно, шина с этими массовыми частями:
- O2MassFrac — Кислород
- N2MassFrac — Азот
- UnbrndFuelMassFrac — Незаписанное топливо
- CO2MassFrac — Углекислый газ
- H2OMassFrac — Вода
- COMassFrac — Угарный газ
- NOMassFrac — Азотная окись
- NO2MassFrac — Диоксид азота
- NOxMassFrac — Азотный диоксид окиси и азота
- PmMassFrac — Твердые примеси в атмосфере
- AirMassFrac — Воздух
- BrndGasMassFrac — Отработавший газ

`B` — Массовый расход жидкости выхода, уровень теплового потока, температура
двухсторонний порт коннектора

Соедините шиной содержащий:

MassFlw — Массовый расход жидкости выхода, в kg/s
HeatFlw — Уровень теплового потока выхода, в J/s
Temp — Выходная температура, в K
MassFrac — Части массы выхода, безразмерные.
А именно, шина с этими массовыми частями:
- O2MassFrac — Кислород
- N2MassFrac — Азот
- UnbrndFuelMassFrac — Незаписанное топливо
- CO2MassFrac — Углекислый газ
- H2OMassFrac — Вода
- COMassFrac — Угарный газ
- NOMassFrac — Азотная окись
- NO2MassFrac — Диоксид азота
- NOxMassFrac — Азотный диоксид окиси и азота
- PmMassFrac — Твердые примеси в атмосфере
- AirMassFrac — Воздух
- BrndGasMassFrac — Отработавший газ

`Info` — Сигнал шины
шина

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блока.

Сигнал				Описание	Модули
`Flw`	`PrsAdj`		`DwnstrmPrs`	Нисходящее давление	Па
			`UpstrmPrs`	Восходящее давление	Па
			`PrsRatio`	Отношение давления	Нет данных
			`DwnstrmTemp`	Нисходящая температура	K
			`UpstrmTemp`	Восходящая температура	K
	`OrfMassFlw`			Массовый расход жидкости через отверстие	kg/s
	`Species`		`O2MassFlw`	Кислородный массовый расход жидкости	kg/s
			`N2MassFlw`	Массовый расход жидкости азота	kg/s
			`UnbrndFuelMassFlw`	Незаписанный газовый массовый расход жидкости	kg/s
			`CO2MassFlw`	Массовый расход жидкости углекислого газа	kg/s
			`H2OMassFlw`	Скорость потока жидкости водной массы	kg/s
			`COMassFlw`	Массовый расход жидкости угарного газа	kg/s
			`NOMassFlw`	Азотный окисный массовый расход жидкости	kg/s
			`NO2MassFlw`	Массовый расход жидкости диоксида азота	kg/s
			`NOxMassFlw`	Азотный массовый расход жидкости диоксида окиси и азота	kg/s
			`PmMassFlw`	Массовый расход жидкости твердых примесей в атмосфере	kg/s
			`AirMassFlw`	Скорость потока жидкости массы воздуха	kg/s
			`BrnedGasMassFlw`	Записанный газовый массовый расход жидкости	kg/s
	`PwrInfo`	`PwrTrnsfrd`	`PwrHeatFlwIn`	Уровень теплового потока в порте А	W
		`PwrTrnsfrd`	`PwrHeatFlwOut`	Уровень теплового потока в порте B	W
		`PwrNotTrnsfrd`		Не используемый
		`PwrStored`		Не используемый
`Area`	`FlwArea`			Перекрестная частная площадь потока	м^2
	`EffctArea`			Эффективная площадь поперечного сечения отверстия	м^2
	`ThrAng`			Отрегулируйте область, если применимо	градус

Параметры

развернуть все

Блокируйте опции

`Orifice area model` — Выберите модель
`Constant` (значение по умолчанию) | `External input` | `Throttle body geometry`

Модель площади постоянного отверстия.

Зависимости

Модель площади постоянного отверстия включает параметры на вкладке Area Parameters.

`Image type` — Цвет значка
`Cold` (значение по умолчанию) | `Hot`

Блокируйте цвет значка:

Cold для синего.
Hot для красного.

Общий

`Ratio of specific heats, gamma` — Отношение
1.3998 (значение по умолчанию) | `scalar`

Отношение удельных теплоемкостей, γ.

`Ideal gas constant, R` — Постоянный
287.05 (значение по умолчанию) | `scalar`

Идеальная газовая константа, $R$ , в J / (kg · K.

`Pressure ratio linearize limit, Plim` — Предел
0.95 (значение по умолчанию) | `scalar`

Предел отношения давления, чтобы избежать сингулярности как отношения давления приближается 1, $P_{l i m}$ .

Область

`Constant area value, Aorf_cnst` область
.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Постоянное значение области, $A_{o r f_c n s t}$ , в м^2.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Constant для параметра Orifice area model.

`Discharge coefficient, Cd_cnst` — Коэффициент
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Коэффициент расхода для постоянной области, $C d_{c n s t}$ .

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Constant для параметра Orifice area model.

`Discharge coefficient, Cd_ext` — Коэффициент
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

Коэффициент расхода для внешнего входа области, $C d_{e x t}$ .

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите External input для параметра Orifice area model.

`Throttle diameter, Dthr` — Диаметр
50 (значение по умолчанию) | `scalar`

Отрегулируйте диаметр тела при открытии, $D_{t h r}$ , в мм.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Throttle body geometry для параметра Orifice area model.

`Discharge coefficient table, ThrCd` — Коэффициент
[0.001; 0.735] (значение по умолчанию) | `vector`

Таблица коэффициента расхода, _{Cd_thr}.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Throttle body geometry для параметра Orifice area model.

`Angle breakpoints, ThrAngBpts` \angle
[0; 90] (значение по умолчанию) | `vector`

Угловые точки останова, $T h r_{a n g_b p t s}$ , в градусе.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, выберите Throttle body geometry для параметра Orifice area model.

Примеры модели

Conventional Vehicle Reference Application

Пример готовых узлов автомобиля с бензиновым двигателем

Симулируйте полную модель транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, передачей и сопоставленными алгоритмами управления трансмиссии. Используйте в анализе соответствия трансмиссии и выборе компонента, управлении и диагностическом проекте алгоритма и оборудовании в цикле (HIL) тестирование.

Открытый пример

Ссылки

[1] Хейвуд, основные принципы двигателя внутреннего сгорания Джона Б. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1988.

Документация

Flow Restriction

Описание

Уравнения

Учет степени

Порты

Входной параметр

A — Вставьте давление отверстия, температуру, энтальпию, массовые части двухсторонний порт коннектора

B — Давление отверстия выхода, температура, энтальпия, массовые части двухсторонний порт коннектора

Area — Площадь постоянного отверстия scalar

Зависимости

ThrPct — Отрегулируйте открытый процент тела scalar

Зависимости

Вывод

A — Вставьте массовый расход жидкости, уровень теплового потока, температуру двухсторонний порт коннектора

B — Массовый расход жидкости выхода, уровень теплового потока, температура двухсторонний порт коннектора

Info — Сигнал шины шина

Параметры

Блокируйте опции

Orifice area model — Выберите модель Constant (значение по умолчанию) | External input | Throttle body geometry

Зависимости

Image type — Цвет значка Cold (значение по умолчанию) | Hot

Общий

Ratio of specific heats, gamma — Отношение1.3998 (значение по умолчанию) | scalar

Ideal gas constant, R — Постоянный287.05 (значение по умолчанию) | scalar

Pressure ratio linearize limit, Plim — Предел0.95 (значение по умолчанию) | scalar

Область

Constant area value, Aorf_cnst область.1 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Discharge coefficient, Cd_cnst — Коэффициент1 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Discharge coefficient, Cd_ext — Коэффициент1 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Throttle diameter, Dthr — Диаметр50 (значение по умолчанию) | scalar

Зависимости

Discharge coefficient table, ThrCd — Коэффициент[0.001; 0.735] (значение по умолчанию) | vector

Зависимости

Angle breakpoints, ThrAngBpts \angle[0; 90] (значение по умолчанию) | vector

Зависимости

Примеры модели

Пример готовых узлов автомобиля с бензиновым двигателем

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2017a

Документация Powertrain Blockset

Поддержка

`A` — Вставьте давление отверстия, температуру, энтальпию, массовые части
двухсторонний порт коннектора

`B` — Давление отверстия выхода, температура, энтальпия, массовые части
двухсторонний порт коннектора

`Area` — Площадь постоянного отверстия
`scalar`

`ThrPct` — Отрегулируйте открытый процент тела
`scalar`

`A` — Вставьте массовый расход жидкости, уровень теплового потока, температуру
двухсторонний порт коннектора

`B` — Массовый расход жидкости выхода, уровень теплового потока, температура
двухсторонний порт коннектора

`Info` — Сигнал шины
шина

`Orifice area model` — Выберите модель
`Constant` (значение по умолчанию) | `External input` | `Throttle body geometry`

`Image type` — Цвет значка
`Cold` (значение по умолчанию) | `Hot`

`Ratio of specific heats, gamma` — Отношение
1.3998 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Ideal gas constant, R` — Постоянный
287.05 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Pressure ratio linearize limit, Plim` — Предел
0.95 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Constant area value, Aorf_cnst` область
.1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Discharge coefficient, Cd_cnst` — Коэффициент
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Discharge coefficient, Cd_ext` — Коэффициент
1 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Throttle diameter, Dthr` — Диаметр
50 (значение по умолчанию) | `scalar`

`Discharge coefficient table, ThrCd` — Коэффициент
[0.001; 0.735] (значение по умолчанию) | `vector`

`Angle breakpoints, ThrAngBpts` \angle
[0; 90] (значение по умолчанию) | `vector`

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