Heat Exchanger Interface (G)

Газовая сторона теплообменника

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Интерфейсы Гидросистемы / Теплообменники / Основные Компоненты

Описание

Модели блока Heat Exchanger Interface (G) тепловая передача газообразным потоком в теплообменнике. Используйте второй блок теплообменника, чтобы смоделировать жидкую пару. Интерфейсы могут быть в различных жидких областях, такой как один в жидкости и один в газе. Используйте блок E-NTU Heat Transfer, чтобы связать интерфейсы и получить теплообмен между жидкостями.

Баланс массы

Конструкция фиксированного объема блока позволяет вам получать изменения жидких массовых расходов жидкости из-за сжимаемости. Полная массовая скорость накопления равна сумме массовых расходов жидкости через порты:

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

где $\dot{M}$ массовая скорость накопления и $\dot{m}$ массовый расход жидкости. Индексы обозначают порты A и B. Массовый расход жидкости положителен, когда он направлен в газовый канал. Изменения плотности отражаются в массовой скорости накопления:

$\dot{M} = [{(\frac{\partial ρ}{\partial p})}_{u} \frac{d p}{d t} + {(\frac{\partial ρ}{\partial u})}_{p} \frac{d u}{d t}] V,$

где:

ρ является плотностью.
p является давлением.
u является определенной внутренней энергией.
V является объемом.

Баланс импульса

Балансировка импульса между входом и портами выхода теплообменника диктует направление потока и скорость в обменнике. Изменения в импульсе должны, в основном, из-за потерь на трение от поворотов трубопровода, которые переводят в изменения в давлении. Локальные сопротивления, такие как повороты, колена и Тис могут привести к разделению потока, которое приводит к незначительному дополнительному падению давления. Для спокойных течений массовый расход жидкости остается постоянным.

Баланс импульса применяется к каждому сегменту газа (трубопровод) объем. Этот рисунок показывает пучок труб, разделенный на два объема и три узла. Узлы соответствуют портам A, B, и объему жидкости, I. Жидкие состояния, такие как давление и температура и свойства жидкости, такие как плотность и вязкость, заданы в этих узлах.

Обратите внимание на то, что инерция потока незначительна, и поток считается квазиустойчивым состоянием. Перевод переходных процессов к массовым расходам жидкости может быть возмещен: из-за связи между плотностью, давлением и температурой, распространение изменений в системе не мгновенно. Другие источники и приемники импульса, такие как различия в голове между портами или радиальными деформациями стенки канала, не рассматриваются. Баланс импульса для половины объема в порте A:

$p_{A} - p_{I} = Δ p_{f,A},$

где p является давлением в узле, обозначенном в индексе. Δp _{f, A} является общим падением давления между узлом порта и внутренним узлом из-за трения. Общее падение давления включает и крупные и незначительные потери. Для половины объема в порте B баланс импульса:

$p_{B} - p_{I} = Δ p_{f,B} .$

Трение

Скачки давления из-за трения меняются в зависимости от квадрата массового расхода жидкости для турбулентных течений и с величиной массового расхода жидкости для ламинарных течений. Этот скачок давления характеризуется тремя безразмерными параметрами: коэффициент трения Дарси, коэффициент падения давления и Число Эйлера. Эти числа вычисляются от эмпирических корреляций или оцениваются от интерполяционных таблиц, в зависимости от параметра Pressure loss parameterization.

Классификация "ламинарного" или "турбулентного" потока основана на числе Рейнольдса. Когда число Рейнольдса выше параметра Turbulent flow lower Reynolds number limit, поток полностью турбулентен. Ниже параметра Laminar flow upper Reynolds number limit поток полностью ламинарен. Числа Рейнольдса, промежуточные эти значения, указывают на переходный поток. Переходные потоки показывают характеристики и ламинарных и турбулентных течений. На языке Simscape™ Fluids™ числовое смешивание применяется между этими значениями ограничения.

`Correlations for tubes`

Для труб используется коэффициент трения Дарси, f _D. В половине объема в порте A баланс импульса:

$p_{A} - p_{I} = \frac{f_{D,A} {\dot{m}}_{A} | {\dot{m}}_{A} |}{2 ρ_{A} D_{H} A_{Min}^{2}} (\frac{L + L_{Add}}{2}),$

то, где L является длиной трубы, и L _{Добавляют}, является добавленной длиной трубы, которая воспроизвела бы незначительные вязкие потери, если используется вместо колен, Тиса, объединений или других локальных сопротивлений. A является площадью поперечного сечения трубы; в случае неоднородной площади поперечного сечения должен использоваться _min A. D _H является трубой гидравлический диаметр или диаметр круга, равного в области к сечению трубы:

$D_{H} = \sqrt{\frac{4 A_{Min}}{π}} .$

Если труба имеет круглое сечение, гидравлический диаметр и диаметр трубы являются тем же самым.

Для половины объема в порте B баланс импульса:

$p_{B} - p_{I} = \frac{f_{D,B} {\dot{m}}_{B} | {\dot{m}}_{B} |}{2 ρ_{B} D_{H} A_{Min}^{2}} (\frac{L + L_{Add}}{2}) .$

Для турбулентных течений коэффициент трения Дарси вычисляется с корреляцией Haaland. Число Рейнольдса устанавливается в порте ограничения:

$f_{D} = {- 1.8 {log}_{10} [\frac{6.9}{Ре} + {(\frac{ϵ_{R}}{3.7 D_{H}})}^{1.11}]}^{-2},$

где ε _R является стенной шероховатостью, взятой в качестве характеристической высоты. Этот параметр задан в параметре Internal surface absolute roughness.

Для ламинарных течений коэффициент трения зависит от формы трубы и вычисляется с масштабным фактором трубы:

$f_{D} = \frac{λ}{Ре},$

где λ является масштабным фактором. Число Рейнольдса вычисляется в порте ограничения как:

$Re = \frac{D_{H} \dot{m}}{μ A_{Min}} .$

Заменяя Ре в уравнение падения давления в порте A, баланс импульса переформулирован как:

$p_{A} - p_{I} = \frac{λ_{A} μ_{A} {\dot{m}}_{A}}{2 ρ_{A} D_{H}^{2} A_{Min}} (\frac{L + L_{Add}}{2}),$

Аналогично, для половины объема в порте B, баланс импульса:

$p_{B} - p_{I} = \frac{λ_{B} μ_{B} {\dot{m}}_{B}}{2 ρ_{B} D_{H}^{2} A_{Min}} (\frac{L + L_{Add}}{2}) .$

Используя постоянный коэффициент потерь

Для каналов кроме труб используйте коэффициент падения давления, ξ. Для турбулентных течений в половине объема в порте A баланс импульса:

$p_{A} - p_{I} = \frac{1}{2} ξ \frac{{\dot{m}}_{A} | {\dot{m}}_{A} |}{2 ρ_{A} A_{Min}^{2}},$

Для турбулентных течений в половине объема в порте B баланс импульса:

$p_{B} - p_{I} = \frac{1}{2} ξ \frac{{\dot{m}}_{B} | {\dot{m}}_{B} |}{2 ρ_{B} A_{Min}^{2}},$

Для ламинарных течений в половине объема в порте A баланс импульса:

$p_{A} - p_{I} = \frac{1}{2} ξ {Re}_{L} \frac{{\dot{m}}_{A} μ_{A}}{2 D_{H} ρ_{A} A_{Min}},$

где _ReL является параметрами блоков Laminar flow upper Reynolds number limit. Для ламинарных течений в половине объема в порте B баланс импульса:

$p_{B} - p_{I} = \frac{1}{2} ξ {Re}_{L} \frac{{\dot{m}}_{B} μ_{B}}{2 D_{H} ρ_{B} A_{Min}}$

Используя `Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number`

Можно использовать табличные данные, чтобы определить коэффициент трения Дарси на основе числа Рейнольдса для потоков трубы. Для половины объема в порте A баланс импульса:

$p_{A} - p_{I} = \frac{f_{D,A} {\dot{m}}_{A} | {\dot{m}}_{A} |}{2 ρ_{A} D_{H} A_{Min}^{2}} (\frac{L + L_{Add}}{2}) .$

Для половины объема в порте B баланс импульса:

$p_{B} - p_{I} = \frac{f_{D,B} {\dot{m}}_{B} | {\dot{m}}_{B} |}{2 ρ_{B} D_{H} A_{Min}^{2}} (\frac{L + L_{Add}}{2}) .$

Для турбулентного режима коэффициент трения определяется из сведенной в таблицу функции числа Рейнольдса:

$f_{D} = f_{D} (Ре) .$

Точки останова сведенной в таблицу функции выводят из векторных параметров блоков. Параметр Reynolds number vector for Darcy friction factor задает независимую переменную, и параметр Darcy friction factor vector задает зависимую переменную. Линейная интерполяция применяется между точками останова. За пределами области значений табличных данных самая близкая точка останова определяет коэффициент трения.

В ламинарном режиме коэффициент трения вычисляется от масштабного фактора, λ:

$f_{D} = \frac{λ}{Ре} .$

Используя `Tabulated data - Euler number vs. Reynolds number`

Можно использовать табличные данные, чтобы определить Число Эйлера на основе числа Рейнольдса. Это вычисление зависит от режима течения, и Число Эйлера формулируется как сведенная в таблицу функция числа Рейнольдса:

$Eu = Eu (Ре) .$

Точки останова в Tabulated data - Euler number vs. Reynolds number заданы векторами Числа Эйлера и числом Рейнольдса. Параметр Reynolds number vector for Euler number задает независимые переменные, числа Рейнольдса, и параметр Euler number vector задает зависимую переменную, Число Эйлера, в каждом числе Рейнольдса. Линейная интерполяция используется, чтобы определить значения между точками останова. За пределами области значений табличных данных используется значение в самой близкой точке останова.

Для турбулентных течений баланс импульса для половины объема в порте A:

$p_{A} - p_{I} = {Eu}_{A} \frac{{\dot{m}}_{A} | {\dot{m}}_{A} |}{ρ_{A} A_{Min}^{2}},$

где Eu является Число Эйлера в порте A. Для турбулентных течений баланс импульса для половины объема в порте B:

$p_{B} - p_{I} = {Eu}_{A} \frac{{\dot{m}}_{B} | {\dot{m}}_{B} |}{ρ_{B} A_{Min}^{2}} .$

Для ламинарного течения в половине объема в порте A баланс импульса:

$p_{A} - p_{I} = {Eu}_{L} {Re}_{L} \frac{{\dot{m}}_{A} μ_{A}}{4 D_{H} ρ_{A} A_{Min}},$

где _ReL является параметром Laminar flow upper Reynolds number limit, и _EuL является Число Эйлера, оцененное от табличных данных в том числе Рейнольдса. Для ламинарного течения в половине объема в порте B баланс импульса:

$p_{B} - p_{I} = {Eu}_{L} {Re}_{L} \frac{{\dot{m}}_{B} μ_{B}}{4 D_{H} ρ_{B} A_{Min}},$

Энергетический баланс

Энергетический баланс в объеме газа является суммой своих скоростей потока жидкости через контуры канала и связанную теплопередачу. Энергия может быть передана адвекцией в портах и конвекцией в стенке. В то время как проводимость способствует энергетическому балансу в портах, это часто незначительно по сравнению с адвекцией. Однако проводимость ненезначительна в почти стационарных жидкостях, такой как тогда, когда жидкости являются неподвижным или изменяющим направлением. Энергетическое уравнение баланса:

${\dot{E}}_{2P} = ϕ_{A} + ϕ_{B} + Q,$

где:

$\frac{\partial U}{\partial p}$ частная производная внутренней энергии объема газа относительно давления при постоянной температуре и объеме.
p _я - давление объема газа.
$\frac{\partial U}{\partial T}$ частная производная внутренней энергии объема газа относительно температуры при постоянном давлении и объеме.
T _я - температура объема газа.
Φ _A и Φ _B является энергетическими скоростями потока жидкости в портах A и B, соответственно.
Q является уровнем теплопередачи.

Адвекция и проводимость составляются в Φ, и конвекция составляется в Q. Уровень теплопередачи положителен, когда направлено в объем газа.

Уровень теплопередачи

Теплопередача между двумя жидкостями теплообменника происходит несколькими способами: посредством конвекции в жидких интерфейсах, проводимости через слои составного загрязнения и проводимости через толщину стенки.

Теплопередача расширяет вне газового канала и поэтому требует, чтобы другие блоки смоделировали целую систему теплообменника. Второй блок интерфейса теплообменника моделирует второй канал потока, в то время как блок E-NTU Heat Transfer моделирует тепловой поток через стенку. Параметры теплопередачи, которые характерны для газового канала, но требуемые блоком E-NTU Heat Transfer, доступны через порты физического сигнала:

Выходные параметры Port C уровень теплоемкости, который является мерой способности газа поглотить тепло и требуется для вычисления количества модулей теплопередачи (NTU). Уровень теплоемкости вычисляется как:

$C_{R} = c_{p} \dot{m},$
где C _R является уровнем теплоемкости, и c _p является удельной теплоемкостью.
Port HC выходные параметры коэффициент теплопередачи, U.
Если коэффициент теплопередачи обработан как константа, ее значение универсально через канал потока. Если коэффициент теплопередачи является переменным, он вычисляется в каждом порте от выражения:

$U = \frac{Nu k}{D_{H,Q}},$
где Ню является номером Nusselt, k является теплопроводностью, и D _{H, Q} является гидравлическим диаметром для теплопередачи. Гидравлический diameterDH_{, Q} вычисляется как:

$D_{H,Q} = \frac{4 A_{Min} L_{Q}}{S_{Q}},$
где S _Q является параметром Heat transfer surface area, и L _Q является параметром Length of flow path for heat transfer.
Нижняя граница среднего коэффициента теплопередачи является параметром Minimum gas-wall heat transfer coefficient.

Номер Nusselt

Номер Nusselt выведен из эмпирических корреляций с Рейнольдсом и числами Прандтля. Используйте параметр Heat transfer parametrization, чтобы выбрать самую соответствующую формулировку для вашей симуляции.

Самая простая параметризация, Constant heat transfer coefficient, получает коэффициент теплопередачи непосредственно из значения параметра Gas-wall heat transfer coefficient . Correlations for tubes использует аналитические выражения постоянными или расчетными параметрами, чтобы получить зависимость номера Nusselt от режима течения для потоков трубы.

Остающаяся параметризация является сведенными в таблицу функциями числа Рейнольдса. Они полезны для различных цифр Nusselt или коэффициентов теплопередачи, через режимы течения. Функции сгенерированы от экспериментальных данных, связывающих число Рейнольдса с коэффициентом Колборна или Рейнольдсом и числами Прандтля к номеру Nusselt.

`Constant heat transfer coefficient`

Используя Constant heat transfer coefficient, заданный в параметре Gas-wall heat transfer coefficient, устанавливает коэффициент теплопередачи как константу, и не использует номер Nusselt в вычислениях. Используйте эту параметризацию в качестве простого приближения для потоков газа, ограниченных ламинарным режимом.

`Correlation for tubes`

Номер Nusselt зависит от режима течения при использовании Correlation for tubes. Для турбулентных течений его значение изменяется пропорционально числу Рейнольдса и вычисляется от корреляции Гниелинского:

$Nu = \frac{\frac{f}{8} (Ре - 1000) PR}{1 + 12.7 \sqrt{\frac{f}{8} ({PR}^{2 / 3} - 1)}},$

где Ре является числом Рейнольдса, Ню является номером Nusselt, и PR является числом Прандтля. Коэффициент трения, f, совпадает с фактором, используемым в вычислениях падения давления трубы. Для ламинарных течений номер Nusselt является константой. Его значение получено из параметра Nusselt number for laminar flow heat transfer, _NuL:

$Nu = {Nu}_{L} .$

Используя `Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number`

Можно использовать табличные данные, чтобы определить коэффициент Колборна на основе числа Рейнольдса. Уравнение Colburn используется, чтобы определить номер Насселта, который варьируется пропорционально числу Рейнольдса. j Colburn - фактором является мера пропорциональности между Рейнольдсом, Прандтлем и числами Насселта:

$Nu = j ({Re}_{Q}) {Re}_{Q} {PR}^{1 / 3} .$

_ReQ является числом Рейнольдса на основе гидравлического диаметра для теплопередачи, D _{H, Q}, и от минимальной области свободного потока канала, _Min A:

${Re}_{Q} = \frac{\dot{m} D_{H,Q}}{A_{Min} μ}$

Используя `Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number`

Можно использовать сведенную в таблицу функцию, чтобы определить номер Nusselt от Прандтля и чисел Рейнольдса. Линейная интерполяция используется, чтобы определить значения между точками останова. Номер Nusselt является функцией и Ре и PR, и поэтому Reynolds number vector for Nusselt number, Prandtl number vector for Nusselt number, и параметры Nusselt number table, Nu(Re,Pr) задают табличные точки останова:

$Nu = \nu ({Re}_{Q}, PR) .$

Сведенное в таблицу число Рейнольдса должно быть вычислено с помощью гидравлического диаметра в теплопередаче, D _{H, Q}.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Газовый порт
газ

Точка входа или точка выхода на газовой стороне теплообменника.

`B` — Газовый порт
газ

Точка входа или точка выхода на газовой стороне теплообменника.

`H` — Тепловой контур
тепловой

Тепловой контур между смоделированной жидкостью и интерфейсом теплообменника.

Входной параметр

развернуть все

`C` — Уровень теплоемкости
физический сигнал

Мгновенное значение уровня теплоемкости для потока газа в виде физического сигнала.

`HC` — Коэффициент теплопередачи
физический сигнал

Мгновенное значение коэффициента теплопередачи между потоком газа и стенкой в виде физического сигнала.

Параметры

развернуть все

Вкладка параметров

`Minimum free-flow area` — Площадь поперечного сечения потока образовывает канал в ее самой узкой точке
`0.01 m^2` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины придало квадратную форму

Площадь поперечного сечения потока образовывает канал в его самой узкой точке. Если канал является набором каналов, труб, пазов или канавок, этой областью является сумма областей в наборе, минус блокирование из-за стенок, гребней, пластин или других барьеров.

`Hydraulic diameter` — Диаметр или эквивалентный диаметр кругового канала
`0.1 m` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

Эффективный внутренний диаметр потока. Если диаметр поперечного сечения варьируется, значение этого параметра является диаметром в своей самой узкой точке. Для некруговых каналов гидравлический диаметр является эквивалентным диаметром круга с той же областью существующего канала.

Если канал является набором каналов, труб, пазов или канавок, грубый периметр является суммой периметров в наборе. Если канал является одним трубопроводом или трубой, которая имеет круглое сечение, гидравлический диаметр равен истинному диаметру.

`Gas volume` — Суммарный объем жидкости содержится в канале потока
`0.01 m^3` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины придало квадратную форму

Суммарный объем жидкости содержится в газовом или тепловом жидком канале потока.

`Laminar flow upper Reynolds number limit` — Запустите перехода между ламинарными и турбулентными режимами
2000 (значение по умолчанию) | скаляр

Запустите перехода от ламинарного режима до турбулентного режима. Выше этого номера инерционные силы становятся все больше доминирующими. Значение по умолчанию дано для круглых сечений и труб со сглаженными поверхностями.

`Turbulent flow lower Reynolds number limit` — Конец перехода между ламинарными и турбулентными режимами
4000 (значение по умолчанию) | скаляр

Конец перехода от ламинарного режима до турбулентного режима. Ниже этого номера вязкие силы становятся все больше доминирующими. Значение по умолчанию для круглых сечений и труб со сглаженными поверхностями.

`Pressure loss parameterization` — Математическая модель для падения давления на трение
`constant loss coefficient` (значение по умолчанию) | `correlations for tubes` | `Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number` | `Tabulated data - Euler number vs. Reynolds number`

Математическая модель для падения давления на трение. Эта установка определяет который выражения использовать в вычислении и который параметры блоков задать, как введено. Смотрите блоки Heat Exchanger Interface (TL) для вычислений параметризацией.

`Pressure loss coefficient` — Совокупный коэффициент потерь для всех сопротивлений потока между портами
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Совокупный коэффициент потерь для всех сопротивлений потока в канале потока, включая стенное трение (крупные потери) и локальных сопротивлений из-за поворотов, колен и других изменений геометрии (незначительные потери).

Коэффициент потерь является эмпирическим, безразмерным номером, используемым, чтобы выразить падения давления на трение. Это может быть вычислено от экспериментальных данных или получено из таблиц данных продукта.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss parameterization на Constant loss coefficient.

`Length of flow path from inlet to outlet` — Расстояние переместилось от порта до порта
`1 m` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

Общее расстояние поток должно переместиться между портами. В многопроходных обменниках интерпретатора-и-трубы общее расстояние является суммой по всем передачам интерпретатора. В трубных пучках, гофрируемых пластинах и других каналах, где поток разделен в параллельные ветви, это - дистанция, преодоленная за одну ветвь. Чем дольше путь к потоку, тем более крутой главное падение давления на трение в стенке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss parameterization на Correlations for tubes или Tabulated data - Darcy friction factor vs Reynolds number.

`Aggregate equivalent length of local resistances` — Совокупное незначительное падение давления выражается в длине
`0.1 m` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

Совокупное незначительное падение давления, выраженное как длина. Длина прямого канала приводит к эквивалентным потерям для суммы существующих локальных сопротивлений от колен, Тиса и объединений. Чем больше эквивалентная длина, тем более крутой незначительное падение давления из-за локальных сопротивлений.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss parameterization на Correlations for tubes.

`Internal surface absolute roughness` — Средняя высота стенных изменений поверхности, которые способствуют фрикционным потерям
`15e-6 m` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

Средняя высота стенных изменений поверхности, которые способствуют фрикционным потерям. Чем больше средняя высота, тем более грубый стенка и большее падение давления на трение. Поверхностная шероховатость требуется, чтобы выводить коэффициент трения Дарси из корреляции Haaland.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss parameterization на Correlations for tubes.

`Laminar friction constant for Darcy friction factor` — Коррекция падения давления для сечения потока в условиях ламинарного течения
64 (значение по умолчанию) | скаляр

Коррекция падения давления для ламинарного течения. Этот параметр упоминается как масштабный фактор и может использоваться, чтобы вывести коэффициент трения Дарси для вычислений падения давления в ламинарном режиме. Значение по умолчанию для цилиндрических трубопроводов и труб.

Некоторые дополнительные масштабные факторы для некруглых сечений могут быть определены от аналитических решений до Навье - Топит уравнения. Квадратный канал имеет масштабный фактор 56, прямоугольный канал с соотношением сторон 2:1 имеет масштабный фактор 62, и кольцевая труба имеет масштабный фактор 96. Тонкий кабелепровод между параллельными пластинами также имеет масштабный фактор 96.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss parameterization на Correlations for tubes.

`Reynolds number vector for Darcy friction factor` — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице коэффициента трения Дарси
числовой массив

Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице для коэффициента трения Дарси. Блок интерполирует между и экстраполирует от точек останова, чтобы получить коэффициент трения Дарси в любом числе Рейнольдса. Интерполяция обработана MATLAB^® linear средство оценки и экстраполяция обработаны nearest функция.

Числа Рейнольдса должны быть больше нуля и увеличиться монотонно слева направо. Они могут охватить через ламинарные, переходные, и турбулентные режимы. Количество значений в этом векторе должно быть равно размеру параметра Darcy friction factor vector, чтобы вычислить сведенные в таблицу точки останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss parameterization на Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number.

`Darcy friction factor vector` — Коэффициент трения дарси в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса
числовой массив

Коэффициент трения Дарси в каждой точке останова в интерполяционной таблице чисел Рейнольдса. Блок интерполирует между и экстраполирует от точек останова, чтобы получить коэффициент трения Дарси в любом числе Рейнольдса. Интерполяция обработана linear MATLAB средство оценки и экстраполяция обработаны nearest функция.

Коэффициент трения Дарси не должен быть отрицательным и должен выровняться слева направо в порядке увеличивающегося числа Рейнольдса. Количество значений в этом векторе должно быть равно размеру параметра Reynolds number vector for Darcy friction factor, чтобы вычислить сведенные в таблицу точки останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss parameterization на Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number.

`Reynolds number vector for Euler number` — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице Числа Эйлера
числовой массив

Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице Числа Эйлера. Блок интерполирует между и экстраполирует от точек останова, чтобы получить число Рейнольдса в любом Числе Эйлера. Интерполяция обработана linear MATLAB средство оценки и экстраполяция обработаны nearest функция.

Числа Рейнольдса должны быть больше нуля и увеличиться монотонно слева направо. Они могут охватить через ламинарные, переходные, и турбулентные режимы. Количество значений в этом векторе должно быть равно размеру параметра Euler number vector, чтобы вычислить сведенные в таблицу точки останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss parameterization на Tabulated data - Euler number vs. Reynolds number.

`Euler number vector` — Число Эйлера в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса
числовой массив

Число Эйлера в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса. Блок интерполирует между и экстраполирует от точек останова, чтобы получить Число Эйлера в любом числе Рейнольдса. Интерполяция обработана linear MATLAB средство оценки и экстраполяция обработаны nearest функция.

Число Эйлера не должно быть отрицательным и должно выровняться слева направо в порядке увеличивающегося числа Рейнольдса. Количество значений в этом векторе должно быть равно размеру параметра Reynolds number vector for Euler number, чтобы вычислить сведенные в таблицу точки останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure loss parameterization на Tabulated data - Euler number vs. Reynolds number.

`Heat transfer parameterization` — Математическая модель для теплопередачи между жидкостью и стенкой
`Constant heat transfer coefficient` (значение по умолчанию) | `Correlations for tubes` | `Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number` | `Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number`

Математическая модель для теплопередачи между жидкостью и стенкой. Выбор модели определяет который выражения применяться и который параметры задать для вычислений теплопередачи. Смотрите блок E-NTU Heat Transfer для вычислений параметризацией.

`Gas-wall heat transfer coefficient` — Коэффициент теплопередачи для конвекции между жидкостью и стенкой
`100 W/(m^2 * K)` (значение по умолчанию) | скаляр

Коэффициент теплопередачи для конвекции между жидкостью и стенкой.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer parameterization на Constant heat transfer coefficient.

`Heat transfer surface area` — Эффективная площадь поверхности, используемая в теплопередаче между жидкостью и стенкой
`0.4 m^2` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины придало квадратную форму

Эффективная площадь поверхности, используемая в теплопередаче между жидкостью и стенкой. Эффективная площадь поверхности является суммой первичных и вторичных площадей поверхности, область, где стенка отсоединена жидкости и пластинам, если кто-либо используется. Финансовая площадь поверхности обычно масштабируется финансовым коэффициентом полезного действия.

`Length of flow path for heat transfer` — Характеристическая длина, пересеченная в теплопередаче между жидкостью и стенкой
`1 m` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

Характеристическая длина для теплопередачи между жидкостью и стенкой. Эта длина используется, чтобы определить канал гидравлический диаметр.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer parameterization на Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number или Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

`Nusselt number for laminar flow heat transfer` — Постоянный принятый для номера Nusselt в ламинарном течении
3.66 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Постоянное значение номера Nusselt для ламинарных течений. Номер Nusselt требуется, чтобы вычислять коэффициент теплопередачи между жидкостью и стенкой. Значение по умолчанию для цилиндрических трубопроводов и труб.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer parameterization на Correlations for tubes.

`Reynolds number vector for Colburn factor` — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице коэффициента Колборна
числовой массив

Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице коэффициента Колборна. Блок интерполирует между и экстраполирует от точек останова, чтобы получить коэффициент Колборна в любом числе Рейнольдса. Интерполяция обработана linear MATLAB средство оценки и экстраполяция обработаны nearest функция.

Числа Рейнольдса должны быть больше нуля и увеличиться монотонно слева направо. Они могут охватить через ламинарные, переходные, и турбулентные режимы. Количество значений в этом векторе должно быть равно размеру параметра Colburn factor vector, чтобы вычислить сведенные в таблицу точки останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer parameterization на Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number.

`Colburn factor vector` — Коэффициент Колборна в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса
числовой массив

Коэффициент Колборна в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса. Блок интерполирует между и экстраполирует от точек останова, чтобы получить коэффициент Колборна в любом числе Рейнольдса. Интерполяция обработана MATLABlinear средство оценки и экстраполяция обработаны nearest функция.

Коэффициент Колборна должен быть нулем или положительный и выровняться слева направо в порядке увеличивающегося числа Рейнольдса. Количество значений в этом векторе должно быть равно размеру параметра Reynolds number vector for Colburn factor, чтобы вычислить сведенные в таблицу точки останова.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer parameterization на Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number.

`Reynolds number vector for Nusselt number` — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице номера Nusselt
числовой массив

Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице номера Nusselt. Или число Рейнольдса или число Прандтля могут служить независимой переменной. Блок интерполирует между и экстраполирует от точек останова, чтобы получить номер Nusselt в любом числе Рейнольдса. Интерполяция обработана linear MATLAB средство оценки и экстраполяция обработаны nearest функция.

Числа Рейнольдса должны быть больше нуля и увеличиться монотонно слева направо. Они могут охватить через ламинарные, переходные, и турбулентные режимы. Размер вектора должен равняться количеству строк в параметре Nusselt number table, Nu(Re,Pr). Если таблица имеет строки m и столбцы n, вектор числа Рейнольдса должен быть элементами m долго.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer parameterization на Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

`Prandtl number vector for Nusselt number` — Число Прандтля в каждой точке останова в интерполяционной таблице номера Nusselt
числовой массив

Число Прандтля в каждой точке останова в интерполяционной таблице номера Nusselt. Или число Прандтля или число Рейнольдса могут служить независимой переменной. Блок интерполирует между и экстраполирует от точек останова, чтобы получить номер Nusselt в любом числе Прандтля. Интерполяция обработана linear MATLAB средство оценки и экстраполяция обработаны nearest функция.

Номер Prandlt должен быть больше нуля и увеличиться монотонно слева направо. Они могут охватить через ламинарные, переходные, и турбулентные режимы. Размер вектора должен равняться количеству столбцов в параметре Nusselt number table. Если таблица имеет строки m и столбцы n, вектор числа Прандтля должен быть элементами n долго.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer parameterization на Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

`Nusselt number table, Nu(Re,Pr)` — Номер Nusselt в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Прандтля Рейнольдса
числовой массив

Номер Nusselt в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Прандтля Рейнольдса. Блок интерполирует между и экстраполирует от точек останова, чтобы получить номер Nusselt в любой паре Рейнольдса и чисел Прандтля. Номер Nusselt требуется, чтобы вычислять коэффициент теплопередачи.

Номер Nusselt должен быть больше нуля. Каждое значение должно выровняться сверху донизу в порядке увеличивающегося числа Рейнольдса и слева направо в порядке увеличивающегося числа Прандтля. Количество строк должно равняться размеру параметра Reynolds number vector for Nusselt number, и количество столбцов должно равняться размеру параметра Prandtl number vector for Nusselt number.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Heat transfer parameterization на Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

`Threshold mass flow rate for flow reversal` — Верхняя граница численно сглаживает область для массового расхода жидкости
`1e-4 kg/s` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами массы в единицу времени

Массовый расход жидкости, ниже которого применяется числовое сглаживание. Это используется, чтобы избежать разрыва во время застоя потока. Смотрите блок Simple Heat Exchanger Interface (G) для получения дополнительной информации об этих вычислениях.

Вкладка переменных

`Pressure of gas volume` — Давление в газовом канале в начале симуляции
`0.101325 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами давления

Давление в газовом канале в начале симуляции.

`Temperature of gas volume` — Температура в газовом канале в начале симуляции
`293.15 K` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами температуры

Температура в газовом канале в начале симуляции

`Density of gas volume` — Плотность в газовом канале в начале симуляции
`1.2 kg/m^3` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами массы по длине возведено в куб

Плотность в газовом канале в начале симуляции

Документация

Heat Exchanger Interface (G)

Описание

Баланс массы

Баланс импульса

Трение

Correlations for tubes

Используя постоянный коэффициент потерь

Используя Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number

Используя Tabulated data - Euler number vs. Reynolds number

Энергетический баланс

Уровень теплопередачи

Номер Nusselt

Constant heat transfer coefficient

Correlation for tubes

Используя Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number

Используя Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number

Порты

Сохранение

A — Газовый порт газ

B — Газовый порт газ

H — Тепловой контур тепловой

Входной параметр

C — Уровень теплоемкости физический сигнал

HC — Коэффициент теплопередачи физический сигнал

Параметры

Вкладка параметров

Hydraulic diameter — Диаметр или эквивалентный диаметр кругового канала 0.1 m (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

Gas volume — Суммарный объем жидкости содержится в канале потока 0.01 m^3 (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины придало квадратную форму

Laminar flow upper Reynolds number limit — Запустите перехода между ламинарными и турбулентными режимами2000 (значение по умолчанию) | скаляр

Turbulent flow lower Reynolds number limit — Конец перехода между ламинарными и турбулентными режимами4000 (значение по умолчанию) | скаляр

Pressure loss coefficient — Совокупный коэффициент потерь для всех сопротивлений потока между портами0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Length of flow path from inlet to outlet — Расстояние переместилось от порта до порта 1 m (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

Зависимости

Aggregate equivalent length of local resistances — Совокупное незначительное падение давления выражается в длине 0.1 m (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

Зависимости

Зависимости

Laminar friction constant for Darcy friction factor — Коррекция падения давления для сечения потока в условиях ламинарного течения64 (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Reynolds number vector for Darcy friction factor — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице коэффициента трения Дарси числовой массив

Зависимости

Darcy friction factor vector — Коэффициент трения дарси в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса числовой массив

Зависимости

Reynolds number vector for Euler number — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице Числа Эйлера числовой массив

Зависимости

Euler number vector — Число Эйлера в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса числовой массив

Зависимости

Gas-wall heat transfer coefficient — Коэффициент теплопередачи для конвекции между жидкостью и стенкой 100 W/(m^2 * K) (значение по умолчанию) | скаляр

Зависимости

Length of flow path for heat transfer — Характеристическая длина, пересеченная в теплопередаче между жидкостью и стенкой 1 m (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

Зависимости

Nusselt number for laminar flow heat transfer — Постоянный принятый для номера Nusselt в ламинарном течении3.66 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Reynolds number vector for Colburn factor — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице коэффициента Колборна числовой массив

Зависимости

Colburn factor vector — Коэффициент Колборна в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса числовой массив

Зависимости

Reynolds number vector for Nusselt number — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице номера Nusselt числовой массив

Зависимости

Prandtl number vector for Nusselt number — Число Прандтля в каждой точке останова в интерполяционной таблице номера Nusselt числовой массив

Зависимости

Nusselt number table, Nu(Re,Pr) — Номер Nusselt в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Прандтля Рейнольдса числовой массив

Зависимости

Вкладка переменных

Pressure of gas volume — Давление в газовом канале в начале симуляции 0.101325 MPa (значение по умолчанию) | скаляр с единицами давления

Temperature of gas volume — Температура в газовом канале в начале симуляции 293.15 K (значение по умолчанию) | скаляр с единицами температуры

Density of gas volume — Плотность в газовом канале в начале симуляции 1.2 kg/m^3 (значение по умолчанию) | скаляр с единицами массы по длине возведено в куб

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2019a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`Correlations for tubes`

Используя `Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number`

Используя `Tabulated data - Euler number vs. Reynolds number`

`Constant heat transfer coefficient`

`Correlation for tubes`

Используя `Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number`

Используя `Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number`

`A` — Газовый порт
газ

`B` — Газовый порт
газ

`H` — Тепловой контур
тепловой

`C` — Уровень теплоемкости
физический сигнал

`HC` — Коэффициент теплопередачи
физический сигнал

`Hydraulic diameter` — Диаметр или эквивалентный диаметр кругового канала
`0.1 m` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

`Gas volume` — Суммарный объем жидкости содержится в канале потока
`0.01 m^3` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины придало квадратную форму

`Laminar flow upper Reynolds number limit` — Запустите перехода между ламинарными и турбулентными режимами
2000 (значение по умолчанию) | скаляр

`Turbulent flow lower Reynolds number limit` — Конец перехода между ламинарными и турбулентными режимами
4000 (значение по умолчанию) | скаляр

`Pressure loss coefficient` — Совокупный коэффициент потерь для всех сопротивлений потока между портами
0.1 (значение по умолчанию) | скаляр

`Length of flow path from inlet to outlet` — Расстояние переместилось от порта до порта
`1 m` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

`Aggregate equivalent length of local resistances` — Совокупное незначительное падение давления выражается в длине
`0.1 m` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

`Laminar friction constant for Darcy friction factor` — Коррекция падения давления для сечения потока в условиях ламинарного течения
64 (значение по умолчанию) | скаляр

`Reynolds number vector for Darcy friction factor` — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице коэффициента трения Дарси
числовой массив

`Darcy friction factor vector` — Коэффициент трения дарси в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса
числовой массив

`Reynolds number vector for Euler number` — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице Числа Эйлера
числовой массив

`Euler number vector` — Число Эйлера в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса
числовой массив

`Gas-wall heat transfer coefficient` — Коэффициент теплопередачи для конвекции между жидкостью и стенкой
`100 W/(m^2 * K)` (значение по умолчанию) | скаляр

`Length of flow path for heat transfer` — Характеристическая длина, пересеченная в теплопередаче между жидкостью и стенкой
`1 m` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами длины

`Nusselt number for laminar flow heat transfer` — Постоянный принятый для номера Nusselt в ламинарном течении
3.66 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Reynolds number vector for Colburn factor` — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице коэффициента Колборна
числовой массив

`Colburn factor vector` — Коэффициент Колборна в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Рейнольдса
числовой массив

`Reynolds number vector for Nusselt number` — Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице номера Nusselt
числовой массив

`Prandtl number vector for Nusselt number` — Число Прандтля в каждой точке останова в интерполяционной таблице номера Nusselt
числовой массив

`Nusselt number table, Nu(Re,Pr)` — Номер Nusselt в каждой точке останова в интерполяционной таблице числа Прандтля Рейнольдса
числовой массив

`Pressure of gas volume` — Давление в газовом канале в начале симуляции
`0.101325 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами давления

`Temperature of gas volume` — Температура в газовом канале в начале симуляции
`293.15 K` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами температуры

`Density of gas volume` — Плотность в газовом канале в начале симуляции
`1.2 kg/m^3` (значение по умолчанию) | скаляр с единицами массы по длине возведено в куб

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