Thermal Liquid Properties (TL)

Предустановленные свойства жидкости для симуляции тепловой гидравлической сети

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Утилиты

  • Thermal Liquid Properties (TL) block

Описание

Блок Thermal Liquid Properties (TL) установил предопределенные свойства жидкости на тепловую жидкую сеть. Доступные жидкости включают чистую воду, водные смеси, дизель, Струя авиационного топлива A, и SAE 5W-30. Можно использовать этот блок в качестве предварительно установленной альтернативы блоку Thermal Liquid Settings (TL). Если ваша сеть не имеет связанного жидкого блока свойств, или жидкие значения по умолчанию будут применяться. Смотрите Определяют Свойства жидкости для получения дополнительной информации

Предварительно установленные свойства жидкости заданы в табличной форме как функции температуры и давления. В процессе моделирования сетевые свойства установлены линейной интерполяцией между точками данных. Табличные данные для водных смесей обеспечиваются для концентрации массой или объемом.

Все свойства жидкости, обычно определяемые в блоке Thermal Liquid Settings (TL), заданы в блоке. Эти свойства включают плотность, модуль объемной упругости и тепловой коэффициент расширения, определенную внутреннюю энергию и удельную теплоемкость, а также кинематическую вязкость и теплопроводность. Свойства допустимы по ограниченной области температур и давлений, характерных для выбранной жидкости и зависимый, в случаях смесей, на заданной концентрации. Симуляция позволена в этой области валидности только.

Визуализация данных

Можно визуализировать свойства жидкости, заданные в блоке и областях давления и температуры валидности. Чтобы открыть утилиту визуализации, щелкните правой кнопкой по блоку и выберите Fluids> Plot Fluid Properties. График обновляется автоматически после выбора свойства жидкости из выпадающего списка. Используйте кнопку Reload Data, чтобы регенерировать график каждый раз, когда жидкий выбор или жидкие параметры изменяются.

Визуализация данных о плотности для 10%-го глицерина водная смесь

Области валидности

Области валидности заданы в блоке как матрицы нулей и единиц. Каждая строка соответствует сведенной в таблицу температуре и каждому столбцу к сведенному в таблицу давлению. Нуль обозначает некорректную точку останова и ту допустимая точка останова. Эти матрицы валидности являются внутренними с блоком и не могут быть изменены; они могут только проверяться (использование утилиты визуализации данных блока).

В большинстве случаев матрицы валидности извлечены непосредственно из табличных данных. Гликоль и контуры давления смесей глицерина не доступны из данных и получены явным образом из параметров блоков. Фигура ниже показов пример области валидности для воды. Теневые квадраты указывают на области температуры и давления за пределами области валидности.

Water

Свойства воды допустимы при температурах выше значения тройной точки (273.160 K) до значения критической точки (647.096 K). Они допустимы при давлениях выше большего из значения тройной точки (611.657 Pa) с одной стороны и температурно-зависимая степень насыщения на другом, до значения критической точки (22,064,000 MPa). Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки присвоены значение 0 в матрице валидности.

Seawater (MIT model)

Свойства морской воды допустимы при температурах выше 0°C до 120°C (273.15 K к 393.15 K); они допустимы при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 12 MPa. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки (и на заданном уровне концентрации) присвоены значение 0 в матрице валидности. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 к 0.12 на массовом дробном базисе.

Ethylene glycol and water mixture

Свойства водной этиленовой смеси гликоля допустимы по температурной области, определенной из концентрации смеси; они допустимы при давлениях в минимальных и максимальных границах, заданных в диалоговом окне блока (расширенный горизонтально, чтобы охватить ширину температурных строк).

Чем более низкая связанная температура всегда, тем меньший из минимальной температуры, извлеченной из доступных данных и температуры замерзания смеси (смесь должна быть в жидком состоянии). Верхняя связанная температура всегда является максимальной температурой, извлеченной из данных. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 к 0.6 если массово-дробный базис используется, или от 0 к 1 если базис части объема используется.

Propylene glycol and water mixture

Свойства водной смеси гликоля пропилена допустимы в областях значений температуры и давления, описанных для случая Ethylene glycol and water mixture. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 к 0.6 если массово-дробный базис используется, или от 0.1 к 0.6 если базис части объема используется.

Glycerol and water mixture

Свойства водной смеси глицерина допустимы в областях значений температуры и давления как описано для случая Ethylene glycol and water mixture. Концентрации смеси могут расположиться в значении от 0 к 0.6 на массово-дробном базисе.

Aviation fuel Jet-A

Свойства Струи топливо допустимы при температурах выше -50.93°C до 372.46°C (222.22 K к 645.61 K); они допустимы при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 2.41 MPa. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки присвоены значение 0 в матрице валидности.

Diesel fuel

Свойства дизельного топлива допустимы при температурах выше -34.95°C до 417.82°C (238.20 K к 690.97 K); они допустимы при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 2.29 MPa. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки присвоены значение 0 в матрице валидности.

SAE 5W-30

Свойства SAE 5W-30 топливо выводят из данных, покрывающих различные области значений температуры и давления для каждого свойства, но всех расширенных экстраполяцией к (-38, 200) C и (0.01, 100) MPa.

Расчетные свойства

Плотность и тепловые коэффициенты расширения водных смесей гликоля и составных объектов глицерина получены из параметров блоков. Плотность жидкости, относительно давления и температуры, вычисляется как:

ρ(T,p)=ρ(T)exp(p−pRβ),

где:

  • T является сетевой температурой.

  • p является сетевым давлением.

  • ρ является плотностью жидкости.

  • p R является ссылочным давлением, сопоставленным с таблицами свойства жидкости.

  • ß является изотермическим модулем объемной упругости.

где изменение в плотности жидкости оценено как:

(∂ρ(T,p)∂T)p=(∂ρ(T)∂T)Texp(p−pRβ).

Тепловой коэффициент расширения вычисляется как:

α(T,p)=−1ρ(T,p)(∂ρ(T)∂T)Texp(p−pRβ).

Порты

Сохранение

развернуть все

Узел, идентифицирующий тепловую жидкую сеть, для которой можно задать необходимые свойства жидкости. Жидкость, выбранная в этом блоке, применяется к целой сети. Никакой другой блок Thermal Liquid Properties (TL) или Thermal Liquid Settings (TL) не может быть соединен с той же сетью.

Параметры

развернуть все

Устанавливает свойства жидкости вашей жидкой сети. Доступные жидкости включают чистую воду, водные смеси, моторные масла и топливо.

Отношение массы соли, существующей в солевой смеси к общей массе той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен только когда Seawater (MIT model) выбран как рабочая жидкость.

Количество, в терминах которого можно задать концентрацию этиленового гликоля в его водной смеси. Этот параметр активен только когда любой Ethylene glycol and water mixture или Propylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость.

Объем этиленового гликоля, существующего в водной смеси, разделенной на суммарный объем той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен когда Ethylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость и Volume fraction выбран как тип концентрации.

Масса этиленового гликоля, существующего в водной смеси, разделенной на общую массу той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен когда Ethylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость и Mass fraction выбран как тип концентрации.

Объем гликоля пропилена, существующего в водной смеси, разделенной на суммарный объем той смеси.

Зависимости

Этот параметр активен когда Propylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость и Volume fraction выбран как тип концентрации.

Масса пропиленгликоля в водной смеси, разделенная на общую массу этой смеси.

Зависимости

Этот параметр активен когда Propylene glycol and water mixture выбран как рабочая жидкость и Mass fraction выбран как тип концентрации.

Модуль объемной упругости водной смеси при постоянной температуре. Модуль объемной упругости измеряет изменение в давлении, требуемом вызывать дробное изменение в объеме жидкости.

Зависимости

Этот параметр активен когда любой Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture, или Glycerol and water mixture выбран как рабочая жидкость.

Нижняя граница области значений давления, позволенной в тепловой жидкой сети, соединенной с этим блоком.

Зависимости

Этот параметр активен когда любой Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture, или Glycerol and water mixture выбран как рабочая жидкость.

Верхняя граница области значений давления, позволенной в тепловой жидкой сети, соединенной с этим блоком.

Зависимости

Этот параметр активен когда любой Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture, или Glycerol and water mixture выбран как рабочая жидкость.

Абсолютное давление внешней среды, в которой тепловая жидкая сеть принята, чтобы запуститься. Значением по умолчанию является стандартное атмосферное давление, измеренное на уровне моря на Земле.

Примеры модели

Engine Cooling System

Система охлаждения Engine

Смоделируйте систему охлаждения механизма с нефтью, охлаждающей схему с помощью Simscape™ Fluids™ Тепловые Жидкие блоки. Система включает схему хладагента и схему охлаждения нефти. Насос фиксированного смещения управляет хладагентом через охлаждающуюся схему. Основной фрагмент тепла от механизма поглощен хладагентом и рассеян через излучателя. Системная температура отрегулирована термостатом, который отклоняет поток к излучателю только, когда температура выше порога. Схема охлаждения нефти также поглощает часть тепла от механизма. Тепло, добавленное к нефти, передается хладагенту теплообменником нефтяного хладагента. Излучатель является блоком E-NTU Heat Exchanger (TL) с потоком воздушной зоны, которым управляют входные параметры физического сигнала. Теплообменник нефтяного хладагента является блоком E-NTU Heat Exchanger (TL-TL). И насос хладагента и нефтяной насос управляются скоростью вращения двигателя.

EV Battery Cooling System

Система охлаждения батареи EV

Эта демонстрация показывает систему охлаждения батареи Электромобиля (EV). Блоки батарей расположены сверху холодной пластины, которая состоит из охлаждения каналов, чтобы направить охлаждающийся жидкий поток ниже блоков батарей. Тепло, поглощенное охлаждающейся жидкостью, транспортируется в Обогревающий Блок охлаждения. Обогревающий Блок охлаждения состоит из трех ветвей, чтобы переключить рабочие режимы, чтобы охладить и нагреть батарею. Нагреватель представляет электрический нагреватель для быстрого нагревания батарей при низких температурных условиях. Использование Излучателя, охлаждающее и/или нагревающееся, когда батареи управляются устойчиво. Охлаждающая система используется для охлаждения перегретых батарей. Цикл охлаждения представлен потоком количества тепла, извлеченным из охлаждающейся жидкости. Система симулирована или под циклом диска FTP-75, или быстро обвините сценарии в различных температурах среды.

Ссылки

[1] Массачусетский технологический институт (MIT), свойства Thermophysical базы данных морской воды. http://web.mit.edu / морская вода.

[2] К.Г. Наяр, М.Х. Шаркои, Л.Д. Бэнчик, Дж.Х. Линхард V, свойства Thermophysical морской воды: анализ и новые корреляции, которые включают зависимость давления, Опреснение воды, Издание 390, стр 1-24, 2016.

[3] М.Х. Шаркои, Дж.Х. Линхард V, С.М. Зубэр, свойства Thermophysical морской воды: анализ существующих корреляций и данных, Опреснения воды и Очистки воды, Издания 16, стр 354-380.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2018a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте