Контейнер термической жидкости под давлением с зарядом сжатого газа
Термическая жидкость/резервуары и аккумуляторы
Блок газового аккумулятора (TL) моделирует контейнер для термической жидкости под давлением с зарядом сжатого газа. Аккумулятор состоит из термической жидкостной и газовой камер, разделенных герметичной и изолированной диафрагмой.
Схема аккумулятора
Если давление на входе больше, чем давление заряда газа, объем камеры жидкости увеличивается, сжимая газовую камеру. Если давление на входе ниже, чем давление заряда газа, объем жидкостной камеры уменьшается, разуплотняя газовую камеру.
Жесткие упоры ограничивают движение диафрагмы, когда жидкостная камера имеет емкость и когда жидкостная камера пуста. Жесткий упор моделируется с помощью сил пружины и демпфера. Если заданная жесткость пружины низкая, объем жидкости может на мгновение упасть ниже нуля или подняться выше производительности.
Объем жидкостной камеры представляет собой разность между общим объемом аккумулятора и объемом газовой камеры:
VG,
где:
VL - объем камеры жидкости.
VT - общий объем аккумулятора.
VG - объем газовой камеры.
Объемы камер
Емкость жидкостной камеры представляет собой разность между общим объемом аккумулятора и мертвым объемом газа в аккумуляторе при полной емкости:
VDead,
где:
VC - емкость жидкостной камеры.
VDead - это мертвый объем газа на полную мощность.
Давление и объем газовой камеры следуют из состояний предварительной зарядки, как описано политропическим уравнением.
pprVTk,
где:
pG - давление в газовой камере на данном этапе времени.
VG - объем газовой камеры на данном шаге времени.
ppr - давление в газовой камере предварительного заряда, когда жидкая камера пуста.
VT - общий объем жидкостной камеры.
k - политропический индекс.
Уравнение сохранения массы в жидкостной камере
+ρLdVLdt=m˙A,
где:
δL - плотность термической жидкости.
βL - изотермический объемный модуль.
αL - коэффициент изобарического теплового расширения.
pL - давление термической жидкости.
TL - температура термической жидкости.
- массовый расход термической жидкости в аккумулятор через порт А.
Изменение во времени объема камеры жидкости определяется условным уравнением
− k − 1), Else,
где:
Ks - коэффициент жесткости жесткого упора.
Kd - коэффициент демпфирования жесткого упора.
- массовый расход в жидкостную камеру при контакте диафрагмы аккумулятора с верхним жестким упором:
- массовый расход из жидкостной камеры при контакте диафрагмы аккумулятора с нижним жестким упором:
Уравнение сохранения импульса в объеме аккумулятора
pHS,
где:
pHS - давление жесткого контакта:
VL≤00,Else,
Уравнение энергосбережения в объеме жидкостной камеры
где:
uL представляет собой тепловую жидкую удельную внутреннюю энергию.
ФА - расход энергии в жидкостную камеру через вход аккумулятора.
ФН - расход тепловой энергии в жидкостную камеру через стенку аккумулятора.
Компрессию газовой камеры обрабатывают как политропный процесс.
Нагрузка диафрагмы игнорируется.
Инерция жидкости игнорируется.
Объединенный объем жидкости и газа в аккумуляторе. Значение по умолчанию: 8e-3 м ^ 3.
Объем остаточного газа в аккумуляторе в полностью заполненном состоянии. Значение по умолчанию: 4e-5 м ^ 3.
Начальное давление заряда газа пустого аккумулятора. Жидкость поступает в аккумулятор, если давление на входе равно или больше давления предварительной зарядки. Значение по умолчанию: 0 Манометрическое давление МПа.
Отношение удельной теплоты газа при постоянном давлении к удельной теплоте газа при постоянном объеме. Значение по умолчанию: 1.4.
Коэффициент жесткости верхнего и нижнего накопителей жестко останавливается. Жесткие упоры ограничивают движение диафрагмы между нулем и максимальным уровнем жидкостной камеры. Коэффициент жесткости учитывает восстановительную часть сил жесткого контакта. Значение по умолчанию: 1e4 МПа/м ^ 3.
Коэффициенты демпфирования верхнего и нижнего накопителей жестко останавливаются. Жесткие упоры ограничивают движение диафрагмы между нулем и максимальным уровнем жидкостной камеры. Коэффициенты демпфирования составляют диссипативную часть сил жесткого контакта. Значение по умолчанию: 1e4 s * МПа/м ^ 6.
Площадь поперечного сечения потока на входе в аккумулятор. Значение по умолчанию: 0.01 м ^ 2.
Объем тепловой жидкости в аккумуляторе в начале моделирования. Значение по умолчанию: 0.005 м ^ 3.
Масса термической жидкости в аккумуляторе в начале моделирования. Значение по умолчанию: 5 кг.
Давление в камере термической жидкости в начале моделирования. Значение по умолчанию: 0.101325 МПа.
Температура в терможидкостной камере в начале моделирования. Значение по умолчанию: 293.15 K.
A - Отверстие для термической жидкости, представляющее входное отверстие аккумулятора
H - Тепловой порт, представляющий теплопередачу между жидкостью и окружающей средой через стенку аккумулятора