Камера с фиксированным объемом газа и переменным количеством отверстий
Библиотека Simscape/Foundation/Газ/Элементы
Блок камеры постоянного объема (G) моделирует хранение массы и энергии в газовой сети. Камера содержит постоянный объем газа. Он может иметь от одного до четырех входов. Корпус может обмениваться массой и энергией с подключенной газовой сетью и обмениваться теплом с окружающей средой, позволяя его внутреннему давлению и температуре развиваться с течением времени. Давление и температура развиваются на основе сжимаемости и теплоемкости объема газа.
Сохранение массы соотносит массовый расход с динамикой давления и температуры внутреннего узла, представляющего объем газа:
где:
- частная производная массы объема газа по отношению к давлению при постоянной температуре и объеме.
- частная производная массы объема газа по отношению к температуре при постоянном давлении и объеме.
pI - давление объема газа. Предполагается, что давление в портах A, B, C и D равно этому давлению, pA = pB = pC = pD = pI.
TI - температура объема газа. Предполагается, что температура в порту H равна этой температуре, TH = TI.
t - время.
m˙A - массовый расход в порту A. Расход, связанный с портом, является положительным, когда он поступает в блок.
m˙B - массовый расход в порту B. Расход, связанный с портом, является положительным, когда он поступает в блок.
m˙C - массовый расход в порту C. Расход, связанный с портом, является положительным, когда он поступает в блок.
m˙D - массовый расход в порту D. Расход, связанный с портом, является положительным, когда он поступает в блок.
Энергосбережение связывает расход энергии и тепла с динамикой давления и температуры внутреннего узла, представляющего объем газа:
где:
- частная производная внутренней энергии объема газа по отношению к давлению при постоянной температуре и объеме.
- частная производная внутренней энергии объема газа по отношению к температуре при постоянном давлении и объеме.
ФА - расход энергии в порту A.
ФВ - расход энергии в порту B.
ФС - расход энергии в порту C.
ФD - расход энергии в порту D.
QH - расход тепла в порту H.
Частные производные массы М и внутренняя энергия U объема газа по отношению к давлению и температуре при постоянном объеме зависят от модели свойств газа. Для идеальных и полупрофектных газовых моделей уравнения:
− hITI)
где:
δ I - плотность объема газа.
V - объем газа.
hI - специфическая энтальпия объема газа.
Z - коэффициент сжимаемости.
R - удельная газовая постоянная.
cpI - удельная теплота при постоянном давлении объема газа.
Для модели реального газа частными производными массы М и внутренней энергии U объема газа по отношению к давлению и температуре при постоянном объеме являются:
− hIαI)
где:
β - изотермический объемный модуль объема газа.
α - коэффициент изобарического теплового расширения объема газа.
Чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для переменных блока перед моделированием, используйте вкладку «Переменные» в диалоговом окне блока (или раздел «Переменные» в Инспекторе свойств блока). Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока и начальных условий для блоков с конечным объемом газа.
Стенки камеры совершенно жесткие.
Между отверстиями А, В, С и D и внутренней частью камеры нет сопротивления потоку.
Тепловое сопротивление между отверстием Н и внутренним пространством камеры отсутствует.
