Физические свойства изотермической жидкости
Simscape / Библиотека Основы / Изотермическая Жидкость / Утилиты
Блок Isothermal Liquid Properties (IL) задает жидкие свойства, которые действуют как глобальные параметры для всех блоков, соединенных со схемой. Жидкость по умолчанию является водой.
Каждой топологически отличной изотермической жидкой схеме в схеме можно было соединить блок Isothermal Liquid Properties (IL) с ним. Если никакой блок Isothermal Liquid Properties (IL) не присоединен к схеме, блоки в этой схеме используют свойства, соответствующие значениям параметров блоков Isothermal Liquid Properties (IL) по умолчанию.
Блок Isothermal Liquid Properties (IL) обеспечивает выбор моделирования опций:
Модуль объемной упругости смеси: или постоянный или линейная функция давления
Определенный воздух: нуль, постоянный, или линейная функция давления
Использованные для расчета различные жидкие свойства уравнений зависят от выбранной изотермической жидкой модели. Для получения дальнейшей информации см. Изотермические Жидкие Опции Моделирования.
Определенный воздух является относительным количеством нерастворенного газа, захваченного в жидкости. Жидкость с определенным воздухом нуля идеальна, то есть, это представляет чистую жидкость.
В его настройке по умолчанию блок Isothermal Liquid Properties (IL) моделирует идеальную жидкость с постоянным модулем объемной упругости:
Isothermal bulk modulus model является Constant
Entrained air model является Constant
Entrained air-to-liquid volumetric ratio at atmospheric pressure является 0
В этой модели принят постоянным жидкий модуль объемной упругости, и поэтому жидкая плотность увеличивается экспоненциально с жидким давлением:
где:
β L является жидким модулем объемной упругости.
ρ L является жидкой плотностью.
ρ L0 является жидкой плотностью при ссылочном давлении.
p является жидким давлением.
p 0 является ссылочным давлением. По умолчанию блок принимает ссылочное давление, чтобы быть атмосферным давлением, 0.101325 MPa, но можно задать различное значение.
В системах, где жидкое давление может переключить широкий спектр, и предположение о постоянном модуле объемной упругости больше не допустимо, можно использовать параметр Isothermal bulk modulus model, чтобы задать жидкий модуль объемной упругости как линейную функцию давления:
где:
β L0 является жидким модулем объемной упругости при ссылочном давлении.
K βp является коэффициентом пропорциональности между увеличением давления и модулем объемной упругости.
Если жидкое давление уменьшает ниже ссылочного давления p 0, жидкое значение модуля объемной упругости в предыдущем уравнении может стать отрицательным, который является нефизическим. Чтобы гарантировать, что жидкий модуль объемной упругости всегда остается положительным, используйте параметр Minimum valid pressure, чтобы задать минимальное допустимое давление, min p:
Если жидкие перепады давления ниже значения параметров Minimum valid pressure, симуляция выдает ошибку.
На практике рабочая жидкость является смесью жидкости и небольшим количеством определенного воздуха. Чтобы смоделировать этот тип жидкости, задайте ненулевое значение для параметра Entrained air-to-liquid volumetric ratio at atmospheric pressure, но сохраните Entrained air model как Constant.
Плотность смеси при данном давлении задана как общая масса жидкого и определенного воздуха по суммарному объему жидкости и определенного воздуха при том давлении. В то время как общая масса смеси сохраняется как скачки давления, объем смеси не остается постоянным. Определенный воздух дан объемной частью:
где:
α 0 является определенным воздухом к жидкости объемное отношение при ссылочном (атмосферном) давлении.
V g0 является воздушным объемом при ссылочном давлении.
V L0 является чистым жидким объемом при ссылочном давлении.
Определенный воздух принят, чтобы следовать идеальному газовому закону. Сжатие или расширение воздуха в жидкости являются политропным процессом, в котором давление воздуха и жидкое давление идентичны:
где:
V g является воздушным объемом.
n является воздухом политропный индекс.
Чтобы смоделировать воздушные эффекты роспуска в жидкость, установите параметр Entrained air model на Linear function of pressure.
Процесс распадающегося воздуха в жидкость описан законом Генри. При давлениях, меньше чем или равных ссылочному давлению, p 0 (который принят, чтобы быть равным атмосферному давлению), весь воздух принят, чтобы быть определенным. При давлениях, равных или выше, чем давление p c, весь определенный воздух был расторгнут в жидкость. При давлениях между p 0 и p c, объемная часть определенного воздуха, который не потерян роспуску, θ(p), является линейной функцией давления и аппроксимирована полиномиальной функцией третьего порядка, чтобы гладко соединить плотность и значения модуля объемной упругости между тремя областями давления:
Блок предоставляет возможность строить определенные свойства жидкости (плотность и изотермический модуль объемной упругости) как функция давления. Графический вывод свойств позволяет вам визуализировать данные прежде, чем симулировать модель.
Чтобы отобразить данные на графике, щелкните правой кнопкой по блоку Isothermal Liquid Properties (IL) по своей модели и, из контекстного меню, выберите Foundation Library> Plot Fluid Properties. Используйте выпадающий список, расположенный наверху графика выбрать свойство жидкости, чтобы визуализировать. Нажмите кнопку Reload, чтобы регенерировать график после обновления параметров блоков.
Изотермический жидкий график свойств
