Бак с объемами жидкости и пара переменной пропорции
Simscape/Жидкости/Двухфазная жидкость/Резервуары и аккумуляторы
Блок ресивер-аккумулятор (2P) моделирует резервуар с жидкостью, чем может подвергаться фазовому изменению. Жидкая и паровая фазы, называемые зонами, моделируются как отдельные объемы, которые могут изменяться в размерах во время моделирования, но не смешиваются. Относительное количество пространства, занимаемого зоной в системе, называется долей зоны, которая колеблется от 0 кому 1. Фаза парожидкостной смеси не моделируется.
В системе ОВКВ, когда этот резервуар расположен между конденсатором и расширительным клапаном, он действует как ресивер. Жидкостные соединения с блоком выполнены в портах AL и BL. При размещении бака между испарителем и компрессором он действует как аккумулятор. Паровые соединения с блоком выполнены в портах AV и BV. Текучая среда любой фазы может быть соединена с любым отверстием, однако текучая среда, выходящая из отверстия V, находится в паровой зоне, а L - в жидкой зоне. Массовый поток через неподключенные порты отсутствует.
Температура стенок резервуара устанавливается в отверстии H.
Уровень жидкости в резервуаре указывается как зонная фракция в порту L. 0, резервуар полностью заполнен паром. Бак никогда не пустует.
Общая конвективная теплопередача между жидкостью и окружающей средой, QH, представляет собой сумму теплопередачи в жидкой и паровой фазах:
QV.
Теплопередача между жидкостью и окружающей средой составляет:
TL),
где:
zL - объемная доля жидкости резервуара.
ПО - общая площадь теплопередающей поверхности.
αL - коэффициент теплопередачи жидкости.
TH - температура стенки резервуара.
TL - температура жидкости.
Теплопередача между паром и окружающей средой составляет:
TH − TV),
где:
αV - коэффициент теплопередачи пара.
Телевизор - температура пара.
Объемную долю жидкости определяют из массовой доли жидкости:
νV,
где:
fM, L - массовая доля жидкости.
λ L - удельный объем жидкости.
startV - удельный объём пара.
Когда удельная энтальпия жидкости больше или равна удельной энтальпии насыщения жидкости, энергетический поток, связанный с испарением, составляет:
Sat)
где:
ML - общая масса жидкости.
δ - постоянная времени испарения и конденсации.
hL представляет собой специфическую энтальпию жидкости во внутреннем узле.
hL, Sat - специфичная для насыщения энтальпия жидкости во внутреннем узле.
Массовый расход испаряющей жидкости составляет:
Когда удельная энтальпия ниже, чем удельная энтальпия насыщения, испарения не происходит, и ФДр = 0.
Аналогично, когда удельная энтальпия пара меньше или равна удельной энтальпии насыщенного пара, поток энергии, связанный с конденсацией, составляет:
, τ,
где:
MV - общая масса пара.
hV - специфическая энтальпия пара.
hV, Sat - насыщенная паровая специфическая энтальпия.
Массовый расход конденсирующей жидкости составляет:
Когда удельная энтальпия выше, чем удельная энтальпия насыщенного пара, конденсация не происходит, и Фн = 0.
Общий объем резервуара является постоянным. Вследствие фазового изменения изменяется объемная доля и масса фаз текучей среды. Массовый баланс в жидкой зоне составляет:
где:
m˙L,In - массовый расход жидкости на входе.
m˙L,Out - массовый расход выходной жидкости:
),
m˙Con - массовый расход конденсирующей жидкости.
m˙Vap - массовый расход испаряющей жидкости.
Массовый баланс в паровой зоне составляет:
где:
MV - общая масса пара.
m˙V,In - массовый расход пара на входе.
m˙V,Out - массовый расход пара на выходе:
).
Если в резервуаре имеется только одна зона, то массовый расход текучей среды на выходе представляет собой сумму расхода через все отверстия:
).
Текучая среда может нагреваться или охлаждаться в зависимости от теплопередачи между резервуаром и окружающей средой, которая устанавливается температурой в отверстии H.
Энергетический баланс в жидкой зоне составляет:
где:
uL - удельная внутренняя энергия жидкости.
β L, In - расход энергии на входе.
β L, Out - выходной расход энергии:
).
β Con - расход энергии конденсирующей жидкости.
β Vap - расход энергии испаряющейся жидкости.
QL - теплопередача между окружающей средой и жидкостью.
Энергетический баланс в паровой зоне составляет:
uV - удельная внутренняя энергия пара.
ϕV, В является входной энергетической скоростью потока жидкости пара.
β V, Out - расход энергии пара на выходе:
).
QV - теплопередача между стенкой резервуара и паром.
Если в резервуаре имеется только одна зона, то расход выходной энергии представляет собой сумму расхода через все отверстия:
AV» + «BV»).
Изменения давления, смоделированные в резервуаре, включая гидростатическое давление, отсутствуют. Давление в любом отверстии равно внутреннему давлению в резервуаре.
Давление должно оставаться ниже критического давления.
Гидростатическое давление не моделируется.
Стенка контейнера является жесткой, поэтому общий объем жидкости является постоянным.
Тепловая масса стенки резервуара не моделируется.
Сопротивление потоку через выходы не моделируется. Для моделирования потерь давления, связанных с выходными отверстиями, подключите блок локального ограничения (2P) или блок сопротивления потоку (2P) к портам блока приемника-накопителя (2P).
Фаза смеси жидкость-пар не моделируется.
2-Port Камера постоянного объема (2P) | 3-Port Камера постоянного объема (2P) | 3-Zone Труба (2P) | Камера постоянного объема (2P)
