Constant Volume Chamber (2P)

Поместите в камеру с одним портом и зафиксированным объемом двухфазной жидкости

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Библиотека Основы / Двухфазная Жидкость / Элементы

Описание

Блок Constant Volume Chamber (2P) моделирует накопление массы и энергии в емкости, содержащей фиксированный объем двухфазной жидкости. Емкость имеет вход того, пометил A, 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 входом и внутренней частью емкости принято, чтобы быть незначительным. Давление во внутренней части поэтому равно во входе. Точно так же тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью емкости принято, чтобы быть незначительным. Температура во внутренней части равна в тепловом порте.

Баланс массы

Масса может ввести и выйти из емкости через порт А. Объем емкости фиксируется, но сжимаемость жидкости означает, что ее масса может измениться с давлением и температурой. Уровень массового накопления в емкости должен точно равняться массовому расходу жидкости в через порт А:

[(∂ρ∂p)udpdt+(∂ρ∂u)pdudt]V=m˙A+ϵM,

где левая сторона является уровнем массового накопления и:

  • ρ является плотностью.

  • p является давлением.

  • u является определенной внутренней энергией.

  • V является объемом.

  • m˙ массовый расход жидкости.

  • ϵ M является термином коррекции, введенным, чтобы составлять числовую ошибку, вызванную сглаживанием частных производных.

Срок коррекции для сглаживания частной производной

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:

ϵM=M−V/ντ.

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:

dMdt=m˙A.

Энергетический баланс

Энергия может ввести и выйти из емкости двумя способами: с потоком жидкости через порт А 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 и H:

E˙=ϕA+​QH,

где:

  • ϕ является энергетической скоростью потока жидкости.

  • Q является уровнем теплового потока.

  • E является полной энергией.

Пропуская кинетическую энергию жидкости, полная энергия в емкости:

E=Mu.

Баланс импульса

Перепад давления из-за вязкого трения между портом А 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:

p=pA.

Предположения

  • 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.

Порты

Сохранение

развернуть все

Открытие, посредством которого жидкость вводит или выходит из емкости.

Интерфейс, через который жидкость в емкости обменивается теплом с тепловой сетью.

Параметры

развернуть все

Вкладка параметров

Объем жидкости в емкости. Этот объем является постоянным в процессе моделирования.

Вставьте область, нормальную к направлению потока.

Эффекты и вкладка начальных условий

Термодинамическая переменная, в терминах которой можно задать начальные условия компонента.

Давление в емкости в начале симуляции, заданной против абсолютного нуля.

Температура в емкости в начале симуляции, заданной против абсолютного нуля.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Temperature.

Массовая часть пара в емкости в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Vapor quality.

Часть объема пара в емкости в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Vapor void fraction.

Определенная энтальпия жидкости в емкости в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Specific enthalpy.

Определенная внутренняя энергия жидкости в емкости в начале симуляции.

Зависимости

Этот параметр активен, когда опция Initial fluid energy specification установлена в Specific internal energy.

Характеристическое время к равновесию события фазового перехода, происходящего в емкости. Увеличьте этот параметр, чтобы замедлить уровень фазового перехода или уменьшить его, чтобы ускорить уровень.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| |

Введенный в R2015b

Документация Simscape
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте