Exponenta Banner

Thermal Liquid Settings (TL)

Физические свойства тепловой жидкости

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Библиотека Основы / Тепловая Жидкость / Утилиты

Описание

Блок Thermal Liquid Settings (TL) обеспечивает физические свойства жидкости к тепловой жидкой сети. Свойства являются глобальной переменной: они применяются не к одному компоненту, но ко всем те, которые включают сеть. Каждая тепловая жидкая сеть в модели должна соединиться точно с одним экземпляром этого блока. Среди свойств, заданных в этом блоке:

  • Термодинамические свойства — Плотность, определенная внутренняя энергия и удельная теплоемкость

  • Производные свойства — Модуль объемной упругости и тепловой коэффициент расширения

  • Транспортные свойства — Кинематическая вязкость и теплопроводность

Каждое свойство жидкости задано в табличной форме и в зависимости от температуры и в зависимости от давления или в зависимости от одной только температуры. Используйте опцию, чтобы проигнорировать вызванные давлением изменения, если те изменения, как известно, незначительны, если давление, как ожидают, будет почти постоянным, или если данные о свойстве жидкости доступны в терминах температуры только.

Визуализация данных

Блок предоставляет возможность строить определенные свойства жидкости по их областям температуры и давления. Чтобы создать графики, щелкните правой кнопкой по блоку и 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.

Используйте графики визуализировать зависимости свойств жидкости на давлении и температуре — например, более легко отловить аномалии в заданных данных. Большинство свойств жидкости показывается переменной по давлению, только если они заданы как функции давления. Исключения включают плотность, которая выводит зависимость давления из модуля объемной упругости и теплового коэффициента расширения и любых свойств, вычисленных от плотности, таких как удельная теплоемкость.

Тепловой жидкий график свойств

Параметризация

Блок обеспечивает несколько параметризации для переменных независимого государства, плотности и определенной внутренней энергии. Параметризация, которую вы выбираете для каждого, определяет данные, которые необходимо получить и переменные состояния, относительно которых необходимо задать его. Установка параметра Table dimensions влияет, какие параметры вы видите в других вкладках.

Давление и температура

Давление и температура через переменные тепловой жидкой области. По сути, они - естественный выбор переменных независимого государства, против которых можно определить все другие свойства жидкости. Блок обеспечивает две параметризации на основе этих переменных состояния. Они доступны через параметр Table dimensions:

  • 2D tables based on temperature and pressure — Введите таблицу данных и против температуры и против давления. Область допустимых температур и давлений задана в терминах минимальных и максимальных значений (я в фигуре) или в терминах матрицы (II) валидности.

    Типы области валидности

  • 1D vectors based on temperature — Введите таблицу данных против температуры и проигнорируйте любые зависимости от давления. Область допустимых температур и давлений задана в терминах минимальных и максимальных значений только. Модуль объемной упругости предоставляет зависимость давления плотности и любым свойствам жидкости, вычисленным от плотности.

Плотность и производные

Блок обеспечивает три типа параметризации для плотности и для двух производных параметров, что вычисление плотности часто зависит от — изотермический модуль объемной упругости и изобарный тепловой коэффициент расширения. Опции включают:

  • Density, bulk modulus, and thermal expansion coefficient tables — Введите таблицу данных для плотности, модуля объемной упругости и теплового коэффициента расширения. Данные должны быть заданы и против температуры и против давления. Параметр Table dimensions должен быть установлен на 2D tables based on temperature and pressure.

  • Density table/vector — Введите таблицу данных для плотности против температуры (и, в 2D случае, давлении). Блок вычисляет изотермический модуль объемной упругости и изобарный тепловой коэффициент расширения от табличных данных с помощью метода конечной разности. Изотермический модуль объемной упругости β задан как:

    1β=1ρ(∂ρ∂p)T,

    где ρ является плотностью, T является температурой, и p является давлением. Изобарный тепловой коэффициент расширения α задан как:

    α=−1ρ(∂ρ∂T)p.

  • Reference Density — Обеспечьте плотность, модуль объемной упругости и тепловой коэффициент расширения при известной температуре (и, в 2D случае, давлении). Блок использует аналитическое выражение, чтобы вычислить плотность при других температурах и давлениях. Вычисление основано на выражении:

    ln(ρρR)=−α(T−TR)+p−pRβ,

    где индекс R обозначает ссылочное количество (заданный в диалоговом окне блока).

Определенная внутренняя энергия

Как в случае плотности, блок обеспечивает три типа параметризации для определенной внутренней энергии и для связанного количества, из которого это может быть вычислено — удельная теплоемкость. Опции включают:

  • Specific internal energy and specific heat tables — Введите таблицу данных для определенной внутренней энергии и коэффициента удельной теплоемкости. Данные должны быть заданы и против температуры и против давления. Параметр Table dimensions должен быть установлен на 2D tables based on temperature and pressure.

  • Specific internal energy table/vector — Введите таблицу данных для определенной внутренней энергии против температуры (и, в 2D случае, давлении). Блок вычисляет коэффициент удельной теплоемкости из определенных внутренних энергетических данных. Вычисление основано на выражении:

    cp(T,p)=(∂u∂T)p+pαρ,

    где c p является коэффициентом удельной теплоемкости, и u является определенной внутренней энергией.

  • Specific heat coefficient table/vector — Введите таблицу данных для коэффициента удельной теплоемкости против температуры (и, в 2D случае, давлении). Блок вычисляет определенную внутреннюю энергию из содействующих данных об удельной теплоемкости. Вычисление основано на выражении:

    u(T,p)=∫TRT(cp(T,p)−pα(T,p)ρ(T,p))dT+uR,

    где индекс R обозначает ссылочное количество. Значение u R обнуляется, подходящий выбор, потому что вот в чем разница в определенной внутренней энергии, а не ее значение, которое важно для симуляции. Значение u может отличаться от обеспеченного в других источниках, таких как база данных жидкостей REFPROP.

Порты

Сохранение

развернуть все

Порт, идентифицирующий тепловую жидкую сеть, к которой применяются определенные свойства жидкости.

Параметры

развернуть все

Температура и давление

Размерности таблиц свойства жидкости. Этот параметр определяет, являются ли свойства жидкости переменными или постоянными с давлением. Выберите 1D vectors based on temperature (T) проигнорировать зависимости давления свойств жидкости.

Вектор температур, при которых можно задать значения свойств жидкости. Каждая температура соответствует строке таблицы свойства жидкости.

Вектор давлений, при которых можно задать значения свойств жидкости. Каждое давление соответствует столбцу таблицы свойства жидкости.

Зависимости

Этот параметр активен только, когда параметр Table dimensions устанавливается на 2D vectors based on temperature and pressure (T,p).

Абсолютное давление внешней среды присоединенной тепловой жидкой сети. Значение по умолчанию соответствует стандартному атмосферному давлению земли.

Метод спецификации для температурной давлением области валидности. Можно задать пределы квадратной температурной давлением области или матрицу значений валидности для температурной давлением области произвольной формы.

Зависимости

Этот параметр активен только, когда параметр Table dimensions устанавливается на 2D vectors based on temperature and pressure (T,p).

Самая низкая температура, которой присоединенной тепловой жидкой сети позволяют достигнуть в процессе моделирования.

Самая высокая температура, которой присоединенной тепловой жидкой сети позволяют достигнуть в процессе моделирования.

Самое низкое давление, которого присоединенной тепловой жидкой сети позволяют достигнуть в процессе моделирования.

Самое высокое давление, которого присоединенной тепловой жидкой сети позволяют достигнуть в процессе моделирования.

Матрица значений валидности для различных точек данных температурного давления. Значение 1 обозначает актуальный вопрос и значение 0 обозначает недопустимую точку.

Зависимости

Этот параметр активен только, когда параметр Valid pressure-temperature region parameterization устанавливается на Validity matrix.

Плотность

Метод спецификации для плотности тепловой жидкости. Плотность может быть функцией температуры и давления или как функция одной только температуры.

Сведенные в таблицу данные о плотности заданы при температурах и давлениях, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре, и каждый столбец соответствует различному давлению.

Сведенные в таблицу данные о плотности, заданные при температурах, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждый элемент соответствует различной температуре. Зависимость плотности на давлении проигнорирована.

Табличные данные для изотермического модуля объемной упругости при температурах и давлениях, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре, и каждый столбец соответствует различному давлению.

Табличные данные для изобарного теплового коэффициента расширения при температурах и давлениях, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре, и каждый столбец соответствует различному давлению.

Плотность тепловой жидкости в известной рабочей точке. Блок использует эти данные, чтобы достигнуть аналитического выражения для плотности как функциональное давление и температура.

Температура тепловой жидкости в известной рабочей точке. Блок использует эти данные, чтобы достигнуть аналитического выражения для плотности как функциональное давление и температура.

Давление тепловой жидкости в известной рабочей точке. Блок использует эти данные, чтобы достигнуть аналитического выражения для плотности как функциональное давление и температура.

Изотермический модуль объемной упругости тепловой жидкости в известной рабочей точке. Блок использует эти данные, чтобы достигнуть аналитического выражения для плотности как функциональное давление и температура.

Изобарный тепловой коэффициент расширения тепловой жидкости в известной рабочей точке. Блок использует эти данные, чтобы достигнуть аналитического выражения для плотности как функциональное давление и температура.

Внутренняя энергия

Метод спецификации для внутренней энергии тепловой жидкости. Внутренняя энергия может быть функцией температуры и давления или как функция одной только температуры. Можно также вычислить из данных об удельной теплоемкости, что вы задаете вместо внутренней энергии.

Табличные данные для определенной внутренней энергии при температурах и давлениях, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре, и каждый столбец соответствует различному давлению.

Табличные данные для определенной внутренней энергии при температурах, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждый элемент соответствует различной температуре. Зависимость определенной внутренней энергии на давлении проигнорирована.

Табличные данные для удельной теплоемкости при температурах и давлениях, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре, и каждый столбец соответствует различному давлению.

Табличные данные для удельной теплоемкости при температурах, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре. Зависимость удельной теплоемкости на давлении проигнорирована.

Вязкость и проводимость

Табличные данные для кинематической вязкости при температурах и давлениях, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре, и каждый столбец соответствует различному давлению.

Табличные данные для теплопроводности при температурах и давлениях, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре, и каждый столбец соответствует различному давлению.

Табличные данные для кинематической вязкости при температурах, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре. Зависимость кинематической вязкости на давлении проигнорирована.

Табличные данные для теплопроводности при температурах, обеспеченных во вкладке Temperature and Pressure. Каждая строка соответствует различной температуре. Зависимость теплопроводности на давлении проигнорирована.

Примеры модели

Engine Cooling System

Система охлаждения Engine

Смоделируйте основную систему охлаждения механизма с помощью пользовательских тепловых жидких блоков. Насос фиксированного смещения управляет водой через охлаждающуюся схему. Нагрейтесь от механизма, поглощен водным хладагентом и рассеян через теплоотвод. Системная температура отрегулирована термостатом, который отклоняет поток к теплоотводу только, когда температура выше порога.

Открытая модель
Optimal Pipeline Geometry for Heated Oil Transportation

Оптимальная конвейерная геометрия для горячей нефтяной транспортировки

Модель показывает противостоящие эффекты вязкого потепления и проводящего охлаждения на температуре сегмента заглубленного трубопровода для горячей нефтяной транспортировки. Требование для этих систем для сырой нефти, чтобы остаться много больше точки потока, чтобы обеспечить непрерывное спокойное течение. Система моделируется, пользуясь Тепловой Жидкой Библиотекой Основы. Термодинамические свойства сырой нефти хранятся в матрицах рабочей области и используются, чтобы заполнить параметры маски блока Thermal Liquid Settings.

Открытая модель

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Темы

Введенный в R2013b

Документация Simscape
Поддержка