Fan (G)

Разветвите газовую сеть на входе

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Газ / Турбомашины

  • Fan (G) block

Описание

Блок Fan (G) моделирует ротор, смонтированный на карданном вале в газовой сети. Нормальное функционирование происходит когда потоки газа от порта A до B. Порт R сопоставлен с валом вентилятора, и порт C сопоставлен с вентилятором, случающимся. О вале вращательная скорость сообщают относительно порта C.

Можно задать вращательную ориентацию вентилятора, который генерирует, текут из порта A к порту B в параметре Mechanical orientation. Вращение вентилятора в противоречии с этой установкой не сгенерирует потока.

Параметризация скоростью потока жидкости

Когда Fan specification установлен в 1D tabulated data - static pressure and total efficiency table vs. flow rate, статический перепад давления линейно интерполирован от Volumetric flow rate vector на основе ссылочного объемного расхода, qref, который является функцией Reference shaft speed, ωref. Статический перепад давления вычисляется как:

Δp=ω2ωref2ρinρrefΔpref(qref),

где:

  • ρref является Reference density, сопоставленный с измерениями табличных данных.

  • ω является скоростью вала ротора, ωR - ωC.

  • ρin является плотностью сырьевого газа.

  • Δpref является Static pressure rise vector, который зависит от ссылочного Volumetric flow rate vector, qref:

    qref=m˙inρinωrefω.

Общий КПД интерполирован от Total efficiency vector на основе ссылочного объемного расхода:

ηT=ηT(qref).

Параметризация скоростью вращения и скоростью потока жидкости

Когда Fan specification установлен в 2D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. angular speed and flow rate, статический перепад давления линейно интерполирован от Static pressure rise table, Dp(omega,q), в зависимости от объемного расхода, q, и Shaft speed vector, omega, ω. Статический перепад давления вычисляется как:

Δp=ρinρrefΔpref(q,ω),

где Flow rate vector, q, q, вычисляется как q=m˙ρin.

Общий КПД вентилятора линейно интерполирован от Total efficiency table, Eta(omega,q) на основе объемного расхода и угловой скорости вала:

ηT=ηT(ω,q).

Параметризация скоростью вращения и перепад давления

Когда Fan specification установлен в 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure, объемный расход линейно интерполирован от Flow rate table, q(omega,Dp), в зависимости от скорости вала, ω, и ссылочного Static pressure rise vector, Dp, Δpref. Массовый расход жидкости вычисляется как:

m˙=ρrefqref(ω,Δpref),

где ссылочное статическое повышение давления вычисляется как:

Δpref=(ρrefρin)Δp.

и где Δp является статическим перепадом давления по вентилятору, pB- pA.

Общий КПД интерполирован от Total efficiency table, Eta(omega,Dp) на основе скорости вала и ссылочного статического перепада давления:

ηT=ηT(ω,Δpref).

Когда операционная область на вашей карте вентилятора не является прямоугольной, можно параметрировать эффективность вентилятора отношением операционного к максимальному повышению давления по вентилятору. Когда Fan specification установлен в 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure ratio, объемный расход линейно интерполирован от Flow rate table, q(omega,Dp/DpMax), в зависимости от Shaft speed vector omega, ω и Static pressure rise ratio vector, Dp/DpMax, ΔprefΔpmax.

Массовый расход жидкости вычисляется как:

m˙=ρrefΔqref(ω,ΔprefΔpmax),

где:

  • Δpmax является максимальным перепадом давления по вентилятору на данной скорости вала или Maximum pressure rise vector. Это зависит от Shaft speed vector for maximum pressure rise vector, ωmax.

  • ΔprefΔpmax Static pressure rise ratio vector, Dp/DpMax, где Δpref является перепадом давления по вентилятору, настроенному для плотности:

    Δpref=ρrefρinΔp.

Общий КПД вентилятора линейно интерполирован от Total efficiency table, Eta(omega,Dp/DpMax) на основе отношения давления и угловой скорости вала:

ηT=ηT(ω,ΔprefΔpmax).

Крутящий момент вала

Крутящий момент вычисляется от общего КПД вентилятора, ηT:

τ=WFωηT,

где ηT является отношением жидкой работы к механизированному труду, WFWM.

Обратите внимание на то, что это - изэнтропическое определение, и сетевой газ принят, чтобы быть идеальным.

Жидкая работа вычисляется от изменения в энтальпии по вентилятору:

WF=m˙(hT,BhT,A),

где:

  • hT,B является общей энтальпией в порте B или суммой энтальпии в B из-за статического повышения давления и энтальпии из-за движущейся жидкости:

    hT,B=hB+vB22,

    где vB является скоростью газа в порте B.

  • hT,A является общей энтальпией в порте A,

    hT,A=hA+vA22,

    где vA является скоростью газа в порте A.

Численное сглаживание

Чтобы обеспечить сходимость моделирования во время реверсирования потока, числовое сглаживание применяется к плотности жидкости и скорости вала, когда угловая скорость вала падает ниже заданного значения.

Вставьте плотность

Когда скорость вала падает ниже Shaft speed threshold for flow reversal, плотность газа вычисляется как смешение плотности в обоих портах:

ρ=ρA(1+α2)+ρB(1α2),

где:

  • ρA является плотностью в порте A.

  • ρB является плотностью в порте B.

  • α является коэффициентом сглаживания:

α=tanh(4m˙m˙Th ),

где m˙Th является пороговым массовым расходом жидкости:

m˙Th=ωThεFω,

где:

  • ωTh является Shaft speed threshold for flow reversal.

  • ε является Mechanical orientation, который является +1 когда установлено в Positive и -1 когда установлено в Negative.

  • является частью значения Shaft speed threshold for flow reversal, в котором вычисляется плотность газа.

Вращение вала около реверсирования потока

Когда расчетная скорость вала падает ниже Shaft speed threshold for flow reversal, угловая скорость вала сглаживается. Если расчетная скорость вала падает ниже 0, значение Shaft speed threshold for flow reversal, ωTh, применяется вместо этого:

ω*={wTh,ω<0(1λ)ωTh+λω,ω<ωThω,ωωTh,

где λ, функция сглаживания, является кубическим полиномом:

λ=3(ωωTh)22(ωωTh)3.

Баланс массы

Масса сохраняется через вентилятор:

m˙A+m˙B=0,

где:

  • m˙A является входным массовым расходом жидкости в порте A.

  • m˙B является массовым расходом жидкости выхода в порте B.

Энергетический баланс

Энергетический баланс по блоку:

ϕA+ϕB+WF=0,

где:

  • ϕA является энергетической скоростью потока жидкости в порте A.

  • ϕB является энергетической скоростью потока жидкости в порте B.

  • W F является гидравлической энергией.

Допущения и ограничения

  • Вентилятор принят, чтобы быть квазиустойчивым.

  • Эффективность вентилятора моделируется в терминах статического повышения давления, и не общего давления вентилятора.

  • Сетевой газ принят, чтобы быть идеальным.

Порты

Сохранение

развернуть все

Жидкий входной порт.

Жидкий порт выхода.

Порт сопоставлен с крутящим моментом вала ротора и скоростью вращения.

Порт, сопоставленный с вентилятором, заключающим в корпус крутящий момент и скорость вращения.

Параметры

развернуть все

Тип параметризации вентилятора. Можно выбрать из четырех опций табличных данных:

  • 1D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. flow rate: Эффективность вентилятора модели как 1D интерполяционная таблица на основе объемного расхода.

  • 2D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. angular speed and flow rate: Эффективность вентилятора модели как 2D интерполяционная таблица на основе скорости вала и статического повышения давления.

  • 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure: Эффективность вентилятора модели как 2D интерполяционная таблица на основе скорости вала и статического повышения давления.

  • 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and pressure ratio: Эффективность вентилятора модели как 2D интерполяционная таблица на основе скорости вала и отношения давления между вентилятором статическое повышение давления и максимальным статическим повышением давления.

Вращательное направление вентилятора в нормальном функционировании. Поток сгенерирован от порта A до B в этой установке. Если вентилятор вращается в противоречии с этим направлением, никакой поток не сгенерирован.

Объемный расход для 1D сведенная в таблицу параметризация давления и КПД. Вектор должен иметь те же элементы как Static pressure rise vector и параметры Total efficiency vector. Векторные элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 1D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. flow rate.

Дифференциальное давление для 1D сведенная в таблицу параметризация давления. Вектор должен иметь те же элементы как параметр Volumetric flow rate vector. Векторные элементы перечислены в порядке убывания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 1D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. flow rate.

Общий КПД для 1D сведенная в таблицу параметризация КПД. Вектор должен иметь те же элементы как параметр Volumetric flow rate vector. Векторные элементы должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 1D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. flow rate.

Скорость вала ротора, которая соответствует значениям Volumetric flow rate vector.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 1D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. flow rate.

Скорость вращения вентилятора для 2D сведенной в таблицу параметризации давления и КПД. Вектор должен иметь то же число элементов как строки таблиц Static pressure rise table, Dp(omega,q) и Total efficiency table, Eta(omega,q). Векторные элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. angular speed and flow rate.

Объемный расход для 2D сведенной в таблицу параметризации давления и КПД. Вектор должен иметь то же число элементов как столбцы таблиц Static pressure rise table, Dp(omega,q) и Total efficiency table, Eta(omega,q). Векторные элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. angular speed and flow rate.

M-by-N матрица статического давления повышается на заданной скорости вала и объемном расходе. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами соответствующих векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Shaft speed vector, omega.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Flow rate vector, q.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. angular speed and flow rate.

M-by-N матрица общего КПД на заданной скорости вала и объемном расходе. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами соответствующих векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Shaft speed vector, omega.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Flow rate vector, q.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - static pressure and total efficiency vs. angular speed and flow rate.

Скорость вращения вентилятора для 2D сведенной в таблицу параметризации скорости потока жидкости и КПД. Вектор должен иметь то же число элементов как строки таблиц Static pressure rise table, Dp(omega,Dp) и Total efficiency table, Eta(omega,Dp). Векторные элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure.

Дифференциальное давление для 2D сведенной в таблицу параметризации скорости потока жидкости и КПД. Вектор должен иметь то же число элементов как столбцы таблиц Flow rate table, q(omega,Dp) и Total efficiency table, Eta(omega,Dp). Векторные элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure.

M-by-N матрица объемных расходов на заданной скорости вала и дифференциальном давлении. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами соответствующих векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Shaft speed vector, omega.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Static pressure rise vector, Dp.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure.

M-by-N матрица общего КПД на заданной скорости вала и дифференциальном давлении. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами соответствующих векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Shaft speed vector, omega.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Static pressure rise vector, Dp.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure.

Скорость вращения сопоставлена с перепадом давления максимума вентилятора. Вектор должен иметь то же число элементов как Maximum pressure rise vector. Векторные элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure ratio.

Максимальное дифференциальное давление для параметризации отношением давления. Вектор должен иметь то же число элементов как Shaft speed vector for maximum pressure rise vector. Векторные элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure ratio.

Скорость вращения вентилятора для 2D сведенной в таблицу параметризации скорости потока жидкости и КПД. Вектор должен иметь то же число элементов как строки таблиц Flow rate table, q(omega,Dp/DpMax) и Total efficiency table, Eta(omega,Dp/DpMax). Векторные элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure ratio.

Отношение дифференциального давления для 2D сведенной в таблицу параметризации скорости потока жидкости и КПД. Вектор должен иметь то же число элементов как столбцы таблиц Flow rate table, q(omega,Dp/DpMax) и Total efficiency table, Eta(omega,Dp/DpMax). Векторные элементы перечислены в порядке возрастания. Вектор не должен быть одного размера с Maximum pressure rise vector.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure ratio.

M-by-N матрица объемных расходов на заданной скорости вала и отношении дифференциального давления. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами соответствующих векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Shaft speed vector, omega.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Static pressure rise ratio vector, Dp/DpMax.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure ratio.

M-by-N матрица общего КПД на заданной скорости вала и отношении дифференциального давления. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами соответствующих векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Shaft speed vector, omega.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Static pressure rise ratio vector, Dp/DpMax.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fan specification на 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure ratio.

Плотность газа, в которой были собраны объемный расход, дифференциальное давление и данные о скорости вала.

Пороговое значение для реверсирования потока. Ниже этого значения скорость вала обеспечена в Shaft speed threshold for flow reversal, и функция сглаживания применяется к скорости потока жидкости. Вал не генерирует поток ниже этого значения.

Площадь поперечного сечения вентилятора вставляется.

Площадь поперечного сечения выхода вентилятора.

Примеры модели

Simple CPU Cooling System

Простая система охлаждения центрального процессора

Простая система охлаждения центрального процессора состоит из теплоотвода, вентилятора процессора и контроллеров вентиляторов. Тепло, выработанное центральным процессором, передается теплоотводу проводимостью, и это рассеивается к охлаждающемуся воздуху принудительным механизмом конвекции. Теплоотвод является параллельной пластиной пластины с прямоугольными пластинами между пластинами пластины. Вентилятор процессора перемещает воздух через теплоотвод путем вовлечения воздуха в решетку случая от внешнего и извлечения теплого воздуха изнутри. Модуль контроллера вентиляторов включает три уровня управления, представляя переключатель с 3 скоростями, согласно температуре ЦП. Для более низкой температуры ЦП уменьшена скорость вентилятора, и для более высокой температуры это увеличено.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

|

Введенный в R2018b
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте