Камера с фиксированным объемом термической жидкости и переменным количеством отверстий
Библиотека Simscape/Foundation/Термическая жидкость/Элементы
Блок камеры постоянного объема (TL) моделирует накопление массы и энергии в камере, содержащей фиксированный объем термической жидкости. Камера может иметь от одного до четырех входов, обозначенных меткой от А до D, через которые может протекать текучая среда. Объем текучей среды может обмениваться теплом с тепловой сетью, такой как сеть, представляющая окружающую камеру, через тепловое отверстие Н.
Масса жидкости в камере изменяется в зависимости от плотности, причем свойство термической жидкости обычно зависит от давления и температуры. Текучая среда поступает, когда давление перед входом поднимается выше давления в камере, и выходит, когда градиент давления изменяется на противоположный. Эффект в модели часто заключается в сглаживании внезапных изменений давления, как это делает электрический конденсатор с напряжением.
Предполагается, что сопротивление потоку между входом и внутренней частью камеры является незначительным. Поэтому давление во внутреннем пространстве равно давлению на входе. Аналогично, предполагается, что тепловое сопротивление между тепловым отверстием и внутренней частью камеры является незначительным. Температура внутри равна температуре в тепловом канале.
Масса может входить в камеру и выходить из нее через отверстия A, B, C и D. Объем камеры фиксирован, но сжимаемость жидкости означает, что ее масса может изменяться с давлением и температурой. Скорость накопления массы в камере должна точно равняться массовым расходам в проходах А, В, С и D:
ρV=m˙A+m˙B+m˙C+m˙D,
где левая сторона - скорость накопления массы и:
p - давление.
T - температура.
β - изотермический объемный модуль.
ɑ - коэффициент изобарического теплового расширения.
- массовый расход.
Энергия может входить и выходить из камеры двумя путями: с потоком жидкости через порты A, B, C и D, и с потоком тепла через порт H. Работа над жидкостью внутри камеры не выполняется. Таким образом, скорость накопления энергии во внутреннем объеме текучей среды должна равняться сумме скоростей потока энергии в проходах A, B, C, D и H:
QH,
где левая сторона - скорость накопления энергии и:
h - энтальпия.
start- плотность.
cp - удельная теплота.
V - объем камеры.
start- скорость потока энергии.
Q - расход тепла.
Падение давления из-за вязкого трения между отдельными отверстиями и внутренней частью камеры считается незначительным. Гравитация игнорируется, как и другие силы тела. Поэтому давление во внутреннем объеме текучей среды должно быть равным давлению в отверстиях A, B, C и D:
pC = pD.
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.
Камера имеет фиксированный объем жидкости.
Сопротивление потоку между входом и внутренней частью камеры является незначительным.
Тепловое сопротивление между тепловым отверстием и внутренней частью камеры является незначительным.
Кинетическая энергия жидкости в камере ничтожно мала.