Сопротивление потоку (MA)

Общее сопротивление в ветви влажного воздуха

Библиотека:
Библиотека Simscape/Foundation/Влажный воздух/Элементы

Описание

Блок сопротивления потоку (MA) моделирует общее падение давления в ветви сети влажного воздуха. Падение давления пропорционально квадрату массового расхода смеси и обратно пропорционально плотности смеси. Константа пропорциональности определяется по номинальному рабочему условию, заданному в диалоговом окне блока. Установите параметр Номинальная плотность смеси равным нулю, чтобы исключить зависимость плотности.

Этот блок используется, когда имеются эмпирические данные о потерях давления и расходах через компонент, но подробная информация о геометрии недоступна.

Блочные уравнения используют эти символы.

$\overset{m˙}{}$	Массовый расход
Φ	Расход энергии
p	Давление
ρ	Плотность
R	Удельная газовая константа
S	Площадь поперечного сечения
K	Константа пропорциональности
h	Специфическая энтальпия
T	Температура

Нижние индексы a, w, и g указывают свойства сухого воздуха, водяного пара и следового газа соответственно. Нижние индексы A и B укажите соответствующий порт.

Массовый баланс:

$\begin{array}{l} {\overset{}{}}_{} {\overset{}{}}_{} \\ {\overset{}{}}_{} {\overset{}{}}_{} \\ {\overset{}{}}_{} {\overset{}{}}_{} m˙A+m˙B=0m˙wA+m˙wB=0m˙gA+m˙gB=0 \end{array}$

Энергетический баланс:

$_{ФА} +_{} ФВ$ = 0

Если значение параметра «Номинальная плотность смеси» ((«Nominal shits density parameter»), ((«δ nom»)) больше нуля, то блок вычисляет перепад давления как

$_{}_{}_{} {\overset{}{}}_{} \sqrt{{\overset{}{}}_{}^{} pA-pB=K1m˙Am˙A2+ {(_{} {\overset{}{}}_{} flamm˙nom}^{)}} \frac{_{}}{_{}}$ 2RTinpin

где:

flam - доля номинального массового расхода смеси для перехода ламинарного потока.
штифт - давление на входе (pA или pB, в зависимости от направления потока).
Олово - температура на входе (TA или TB, в зависимости от направления потока).

Константа пропорциональности вычисляется из номинальных условий расхода как

$_{} \frac{_{}_{}}{{\overset{}{}}_{}^{K1=Δpnomρnomm˙nom2}}$

Если для параметра Номинальная плотность смеси задано нулевое значение, то блок вычисляет падение давления как

$_{}_{}_{} {\overset{}{}}_{} \sqrt{{\overset{}{}}_{}^{} pA-pB=K2m˙Am˙A2+ {(_{} {\overset{}{}}_{} flamm˙nom}^{)}}$ 2

где константа пропорциональности вычисляется из номинальных условий потока как

$_{} \frac{_{}}{{\overset{}{}}_{}^{K2=Δpnomm˙nom2}}$

Сопротивление потоку принимается адиабатическим, поэтому удельные энтальпии смеси равны

$_{hA} \frac{+}{} \frac{{\overset{}{12}}_{(}_{}}{_{}} {m˙ARTASpA}_{)} \frac{=}{} \frac{{\overset{}{hB}}_{+}_{12}}{(_{}}$ m˙BRTBSpB)

Допущения и ограничения

Сопротивление адиабатическое. Он не обменивается теплом с окружающей средой.
Предполагается, что перепад давления пропорционален квадрату массового расхода смеси и обратно пропорционален плотности смеси.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` - Вход или выход
влажный воздух

Отверстие для экономии влажного воздуха, связанное с входным или выходным отверстием сопротивления потоку. Этот блок не имеет внутренней направленности.

`B` - Вход или выход
влажный воздух

Параметры

развернуть все

`Nominal pressure drop` - Перепад давления при известных рабочих условиях
`0.001 MPa` (по умолчанию)

Перепад давления от входа к выходу при известных рабочих условиях. Блок использует номинальные параметры для вычисления постоянной пропорциональности между падением давления и массовым расходом.

`Nominal mixture mass flow rate` - Массовый расход при известных рабочих условиях
`0.1 kg/s` (по умолчанию)

Массовый расход воздушной смеси через блок при известных рабочих условиях. Блок использует номинальные параметры для вычисления постоянной пропорциональности между падением давления и массовым расходом.

`Nominal mixture density` - Плотность при известных рабочих условиях
`0 kg/m^3` (по умолчанию)

Массовая плотность влажной воздушной смеси внутри сопротивления потоку при известных рабочих условиях. Блок использует номинальные параметры для вычисления постоянной пропорциональности между падением давления и массовым расходом. Установите этот параметр равным нулю, чтобы игнорировать зависимость перепада давления от плотности воздушной смеси.

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь потока в окнах сопротивления потока
`0.01 m^2` (по умолчанию)

Площадь потока в окнах сопротивления потока. Предполагается, что порты идентичны по размеру.

`Fraction of nominal mixture mass flow rate for laminar flow transition` - Отношение порогового к номинальному массовому расходу
`1e-3` (по умолчанию)

Отношение порогового массового расхода к номинальному массовому расходу воздушной смеси. Блок использует этот параметр для установки порога линеаризации перепада давления.

Примеры модели

Система контроля окружающей среды самолета

Моделирует систему управления окружающей средой самолета (ECS), которая регулирует давление, температуру, влажность и озон (O3) для поддержания комфортной и безопасной среды салона. Охлаждение и осушение обеспечивается машиной воздушного цикла (АСМ), которая работает как обратный цикл Брейтона для отвода тепла от сжатого горячего воздуха, отбираемого из двигателя. Часть горячего отбираемого воздуха смешивается непосредственно с выходом ACM для регулировки температуры. Наддув поддерживается выпускным клапаном в салоне. Эта модель моделирует ECS, работающую от состояния горячего грунта до состояния холодного круиза и обратно до состояния холодного грунта.

Медицинский аппарат искусственной вентиляции легких с моделью легких

Моделирует систему медицинского вентилятора с положительным давлением. Пациенту подают заданную скорость потока. Легкие моделируются с помощью трансляционного механического преобразователя (MA), который преобразует давление влажного воздуха в поступательное движение. Задав единице площадь поперечного сечения интерфейса, смещение в механической поступательной сети становится показателем объема, сила - показателем давления, постоянная пружины - показателем упругости дыхания, а коэффициент демпфирования - показателем сопротивления дыханию.

Документация

Сопротивление потоку (MA)

Описание

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

`A` - Вход или выход
влажный воздух

`B` - Вход или выход
влажный воздух

Параметры

`Nominal pressure drop` - Перепад давления при известных рабочих условиях
`0.001 MPa` (по умолчанию)

`Nominal mixture mass flow rate` - Массовый расход при известных рабочих условиях
`0.1 kg/s` (по умолчанию)

`Nominal mixture density` - Плотность при известных рабочих условиях
`0 kg/m^3` (по умолчанию)

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь потока в окнах сопротивления потока
`0.01 m^2` (по умолчанию)

`Fraction of nominal mixture mass flow rate for laminar flow transition` - Отношение порогового к номинальному массовому расходу
`1e-3` (по умолчанию)

Примеры модели

Система контроля окружающей среды самолета

Медицинский аппарат искусственной вентиляции легких с моделью легких

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Темы

Документация по Simscape

Поддержка

Документация

Сопротивление потоку (MA)

Описание

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

A - Вход или выход влажный воздух

B - Вход или выход влажный воздух

Параметры

Nominal pressure drop - Перепад давления при известных рабочих условиях 0.001 MPa (по умолчанию)

Nominal mixture mass flow rate - Массовый расход при известных рабочих условиях 0.1 kg/s (по умолчанию)

Nominal mixture density - Плотность при известных рабочих условиях 0 kg/m^3 (по умолчанию)

Cross-sectional area at ports A and B - Площадь потока в окнах сопротивления потока 0.01 m^2 (по умолчанию)

Fraction of nominal mixture mass flow rate for laminar flow transition - Отношение порогового к номинальному массовому расходу 1e-3 (по умолчанию)

Примеры модели

Система контроля окружающей среды самолета

Медицинский аппарат искусственной вентиляции легких с моделью легких

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Темы

Документация по Simscape

Поддержка

`A` - Вход или выход
влажный воздух

`B` - Вход или выход
влажный воздух

`Nominal pressure drop` - Перепад давления при известных рабочих условиях
`0.001 MPa` (по умолчанию)

`Nominal mixture mass flow rate` - Массовый расход при известных рабочих условиях
`0.1 kg/s` (по умолчанию)

`Nominal mixture density` - Плотность при известных рабочих условиях
`0 kg/m^3` (по умолчанию)

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь потока в окнах сопротивления потока
`0.01 m^2` (по умолчанию)

`Fraction of nominal mixture mass flow rate for laminar flow transition` - Отношение порогового к номинальному массовому расходу
`1e-3` (по умолчанию)

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™