Разветвите газовую сеть на входе
Simscape / Жидкости / Газ / Турбомашины
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.
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:
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:
Общий КПД интерполирован от Total efficiency vector на основе ссылочного объемного расхода:
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:
где Flow rate vector, q, q, вычисляется как
Общий КПД вентилятора линейно интерполирован от Total efficiency table, Eta(omega,q) на основе объемного расхода и угловой скорости вала:
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:
где ссылочное статическое повышение давления вычисляется как:
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:
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, .
Массовый расход жидкости вычисляется как:
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.
Static pressure rise ratio vector, Dp/DpMax, где Δpref является перепадом давления по вентилятору, настроенному для плотности:
Общий КПД вентилятора линейно интерполирован от Total efficiency table, Eta(omega,Dp/DpMax) на основе отношения давления и угловой скорости вала:
Крутящий момент вычисляется от общего КПД вентилятора, ηT:
где ηT является отношением жидкой работы к механизированному труду,
Обратите внимание на то, что это - изэнтропическое определение, и сетевой газ принят, чтобы быть идеальным.
Жидкая работа вычисляется от изменения в энтальпии по вентилятору:
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:
где vB является скоростью газа в порте B.
hT,A является общей энтальпией в порте A,
где vA является скоростью газа в порте A.
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.
Когда скорость вала падает ниже Shaft speed threshold for flow reversal, плотность газа вычисляется как смешение плотности в обоих портах:
где:
ρA является плотностью в порте A.
ρB является плотностью в порте B.
α является коэффициентом сглаживания:
где Th является пороговым массовым расходом жидкости:
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
.
Fω является частью значения Shaft speed threshold for flow reversal, в котором вычисляется плотность газа.
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:
где λ, функция сглаживания, является кубическим полиномом:
Масса сохраняется через вентилятор:
где:
A является входным массовым расходом жидкости в порте A.
B является массовым расходом жидкости выхода в порте B.
Энергетический баланс по блоку:
где:
ϕA является энергетической скоростью потока жидкости в порте A.
ϕB является энергетической скоростью потока жидкости в порте B.
W F является гидравлической энергией.
Вентилятор принят, чтобы быть квазиустойчивым.
Эффективность вентилятора моделируется в терминах статического повышения давления, и не общего давления вентилятора.
Сетевой газ принят, чтобы быть идеальным.