Поместите в камеру с тремя портами и зафиксированным объемом двухфазной жидкости
Simscape / Библиотека Основы / Двухфазная Жидкость / Элементы
Блок 3-Port Constant Volume Chamber (2P) моделирует накопление массы и энергии в емкости, содержащей фиксированный объем двухфазной жидкости. Емкость имеет три входа, пометил A, B и C, через который может течь жидкость. Объем жидкости может обмениваться теплом с тепловой сетью, например, одно представление среды емкости, через тепловой порт пометило H.
Масса жидкости в емкости меняется в зависимости от плотности, свойство, которое в двухфазной жидкости обычно является функцией давления и температуры. Жидкость входит, когда давление в восходящем направлении входа повышается выше этого в емкости и выходит, когда градиент давления инвертируется. Эффект в модели состоит в том, чтобы часто сглаживать внезапные изменения в давлении, во многом как электрический конденсатор делает с напряжением.
Сопротивление потока между каждым входом и внутренней частью емкости принято, чтобы быть незначительным. Давление во внутренней части поэтому равно во входах. Точно так же тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью емкости принято, чтобы быть незначительным. Температура во внутренней части равна в тепловом порте.
Масса может ввести и выйти из емкости через порты А, B, и C. Объем емкости фиксируется, но сжимаемость жидкости означает, что ее масса может измениться с давлением и температурой. Уровень массового накопления в емкости должен точно равняться массовым расходам жидкости в через порты А, B, и C:
где левая сторона является уровнем массового накопления и:
ρ является плотностью.
p является давлением.
u является определенной внутренней энергией.
V является объемом.
массовый расход жидкости.
ϵ M является термином коррекции, введенным, чтобы составлять числовую ошибку, вызванную сглаживанием частных производных.
Частные производные в массовом уравнении баланса вычисляются путем применения метода конечной разности к табличным данным в блоке Two-Phase Fluid Properties (2P) и интерполяции результатов. Частные производные затем сглаживаются на контурах перехода фазы посредством функций кубического полинома. Эти функции применяются между:
Подохлажденные жидкие и двухфазные области фазы смеси, когда качество пара находится в этих 0–0.1 областях значений.
Двухфазная смесь и перегретые области фазы пара, когда качество пара находится в этих 0–0.9 областях значений.
Сглаживание вводит небольшую числовую ошибку, для которой настраивает блок путем добавления к балансу массы, коррекция называет ϵ M, заданным как:
где:
M является жидкой массой в емкости.
ν является определенным объемом.
τ является характеристической длительностью события фазового перехода.
Жидкая масса в емкости получена из уравнения:
Энергия может ввести и выйти из емкости двумя способами: с потоком жидкости через порты А, B, и C, и с тепловым потоком через порт H. Никакой работы не происходит над или жидкостью в емкости. Уровень энергетического накопления во внутреннем объеме жидкости должен затем равняться сумме энергетических скоростей потока жидкости в через порты А, B, C, и H:
где:
ϕ является энергетической скоростью потока жидкости.
Q является уровнем теплового потока.
E является полной энергией.
Пропуская кинетическую энергию жидкости, полная энергия в емкости:
Перепад давления из-за вязкого трения между отдельными портами и внутренней частью емкости принят, чтобы быть незначительным. Сила тяжести проигнорирована, как другие массовые силы. Давление во внутреннем объеме жидкости должно затем равняться в порте А, порте B и порте C:
Емкость имеет фиксированный объем жидкости.
Сопротивление потока между входом и внутренней частью емкости незначительно.
Тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью емкости незначительно.
Кинетическая энергия жидкости в емкости незначительна.
2-Port Constant Volume Chamber (2P) | Constant Volume Chamber (2P) | Reservoir (2P)
