Локальное ограничение (TL)

Ограничение в области расхода в тепложидкостной сети

Библиотека:
Библиотека Simscape/Foundation/Термическая жидкость/Элементы

Описание

Блок Local Restriction (TL) моделирует падение давления из-за локализованного уменьшения площади потока, такого как клапан или отверстие, в тепловой жидкостной сети.

Порты A и B представляют собой входное и выходное отверстия ограничения. Входной физический сигнал в порту AR определяет область ограничения. Можно также указать фиксированную область ограничения в качестве параметра блока.

Значок блока изменяется в зависимости от значения параметра Тип ограничения.

Тип ограничения Значок блока

Тип ограничения	Значок блока
`Variable`
`Fixed`

Variable

Fixed

Ограничение является адиабатическим. Он не обменивается теплом с окружающей средой.

Ограничение состоит из сокращения с последующим внезапным расширением в области потока. Жидкость ускоряется во время сжатия, вызывая падение давления. В зоне расширения, если для параметра Pressure recovery установлено значение offимпульс ускоренной жидкости теряется. Если для параметра Pressure recovery установлено значение onвнезапное расширение восстанавливает часть импульса и позволяет давлению немного повыситься после ограничения.

Схема локального ограничения

Массовый баланс

Массовый баланс в ограничении составляет

${\overset{}{}}_{} {\overset{}{}}_{0=m˙A+m˙B},$

где:

${\overset{}{}}_{m˙A}$ - массовый расход в ограничитель через порт A.
${\overset{}{}}_{m˙B}$ - массовый расход в ограничитель через порт B.

Баланс импульса

Разность давлений между портами A и B вытекает из баланса импульса в ограничении:

$\begin{array}{l} Δp \frac{=}{} 12start(\frac{_{1}^{}}{-^{}}_{} \sqrt{_{SR2S2}^{)}_{}^{}} \\ _{} \frac{{\overset{}{}}_{}}{_{}_{}} \\ _{} \frac{_{}}{_{}} \sqrt{\frac{}{_{}}} \end{array}$ vRvR2+vRc2vR=m˙ACdρSRvRc=RecμCdρπ4SR

где:

Δp - разность давлений.
start- плотность жидкости.
λ - динамическая вязкость жидкости.
S - площадь поперечного сечения в портах А и В.
SR - площадь поперечного сечения в зоне ограничения.
vR - скорость текучей среды при ограничении.
vRc - критическая скорость текучей среды.
Рец - критическое число Рейнольдса.
Cd - коэффициент разряда.

Если восстановление давления выключено, то

$_{pA} -_{} pB =$ Δp,

где:

pA - давление в порту A.
pB - давление в порту B.

Если восстановление давления включено, то

$_{pA} -_{} pB \frac{\sqrt{= {\frac{_{Δp1}}{} -}^{} ({SRS}_{)}^{} 2} (_{1} \frac{_{-}}{}}{\sqrt{{Cd2 \frac{)_{}}{-}}^{}_{CdSRS1}^{} -} (_{} \frac{_{SRS}}{)}}$ 2 (1 − Cd2) + CdSRS.

Энергетический баланс

Энергетический баланс в ограничении составляет

$_{/ A} {+/B}_{}$ = 0,

где:

ϕA энергетическая скорость потока жидкости в ограничение через порт A.
ϕB энергетическая скорость потока жидкости в ограничение через порт B.

Допущения и ограничения

Ограничение является адиабатическим. Он не обменивается теплом со своим окружением.
Динамическая сжимаемость и теплоемкость жидкости в ограничителе незначительны.

Порты

Вход

развернуть все

`AR` - Сигнал управления зоной ограничения, м ^ 2
физический сигнал

Входной физический сигнал, управляющий областью ограничения потока. Сигнал насыщается, когда его значение выходит за пределы минимального и максимального пределов зоны ограничения, определяемых параметрами блока.

Зависимости

Этот порт отображается только в том случае, если для параметра Restriction type установлено значение Variable.

Сохранение

развернуть все

`A` - Вход или выход
термическая жидкость

Отверстие для сохранения тепловой жидкости, связанное с входом или выходом локального ограничителя. Этот блок не имеет внутренней направленности.

`B` - Вход или выход
термическая жидкость

Параметры

развернуть все

`Restriction type` - Укажите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования
`Variable` (по умолчанию) | `Fixed`

Выберите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования:

Variable - Входной физический сигнал в порту AR определяет область ограничения, которая может изменяться во время моделирования. Параметры Minimum restriction area и Maximum restriction area определяют нижнюю и верхнюю границы области ограничения.
Fixed - Область ограничения, заданная значением параметра блока области ограничения, остается постоянной во время моделирования. Порт AR скрыт.

`Minimum restriction area` - Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`1e-10 m^2` (по умолчанию)

Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения. Этот параметр можно использовать для представления области утечки. Входной сигнал AR насыщается при этом значении, чтобы предотвратить дальнейшее уменьшение области ограничения.

Зависимости

Активируется, если для параметра Restriction type установлено значение Variable.

`Maximum restriction area` - Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`0.005 m^2` (по умолчанию)

Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения. Входной сигнал AR насыщается при этом значении, чтобы предотвратить дальнейшее увеличение области ограничения.

Зависимости

Активируется, если для параметра Restriction type установлено значение Variable.

`Restriction area` - Область по нормали к тракту потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию)

Область по нормали к пути потока в зоне ограничения.

Зависимости

Активируется, если для параметра Restriction type установлено значение Fixed.

`Cross-sectional area at ports A and B` - Область по нормали к тракту потока в портах
`0.01 m^2` (по умолчанию)

Область по нормали к пути потока в портах A и B. Предполагается, что эта область одинакова для двух портов.

`Discharge coefficient` - Отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через ограничение
`0.64` (по умолчанию)

Коэффициент нагнетания является полуэмпирическим параметром, обычно используемым для характеристики пропускной способности отверстия. Этот параметр определяется как отношение фактического массового расхода через отверстие к идеальному массовому расходу.

`Pressure recovery` - Укажите, следует ли учитывать восстановление давления
`On` (по умолчанию) | `Off`

Укажите, следует ли учитывать восстановление давления на локальном выходе ограничения.

`Critical Reynolds number` - число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами
`12` (по умолчанию)

Число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами. Значение по умолчанию соответствует остроконечной диафрагме.

Примеры модели

Система охлаждения двигателя

Смоделировать базовую систему охлаждения двигателя, используя заказные блоки термической жидкости. Насос фиксированного вытеснения пропускает воду по охлаждающему контуру. Тепло от двигателя поглощается водяным хладагентом и рассеивается через радиатор. Температура системы регулируется термостатом, который отводит поток в радиатор только тогда, когда температура выше порогового значения.

Эффект водяного молота

Модель показывает, как можно использовать библиотеку фундаментов Thermal Liquid для моделирования водяного молотка в длинной трубе. После медленного установления устойчивого потока внутри трубы путем открытия клапана, соответственно, этот же клапан закрывается в течение нескольких миллисекунд. Это вызывает эффект водяного молотка. Клапан моделируется с использованием блока переменного локального ограничения (TL), и труба разделяется на четыре сегмента с помощью блока трубы (TL). Разбивание трубы на большее количество сегментов повышает точность за счет производительности моделирования.

Расширенные возможности

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

См. также

Труба (TL)

Темы

Моделирование тепловых жидкостных систем

Представлен в R2013b

Документация

Локальное ограничение (TL)

Описание

Массовый баланс

Баланс импульса

Энергетический баланс

Допущения и ограничения

Порты

Вход

`AR` - Сигнал управления зоной ограничения, м ^ 2
физический сигнал

Зависимости

Сохранение

`A` - Вход или выход
термическая жидкость

`B` - Вход или выход
термическая жидкость

Параметры

`Restriction type` - Укажите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования
`Variable` (по умолчанию) | `Fixed`

`Minimum restriction area` - Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`1e-10 m^2` (по умолчанию)

Зависимости

`Maximum restriction area` - Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`0.005 m^2` (по умолчанию)

Зависимости

`Restriction area` - Область по нормали к тракту потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию)

Зависимости

`Cross-sectional area at ports A and B` - Область по нормали к тракту потока в портах
`0.01 m^2` (по умолчанию)

`Discharge coefficient` - Отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через ограничение
`0.64` (по умолчанию)

`Pressure recovery` - Укажите, следует ли учитывать восстановление давления
`On` (по умолчанию) | `Off`

`Critical Reynolds number` - число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами
`12` (по умолчанию)

Примеры модели

Система охлаждения двигателя

Эффект водяного молота

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация по Simscape

Поддержка

Документация

Локальное ограничение (TL)

Описание

Массовый баланс

Баланс импульса

Энергетический баланс

Допущения и ограничения

Порты

Вход

AR - Сигнал управления зоной ограничения, м ^ 2 физический сигнал

Зависимости

Сохранение

A - Вход или выход термическая жидкость

B - Вход или выход термическая жидкость

Параметры

Restriction type - Укажите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования Variable (по умолчанию) | Fixed

Minimum restriction area - Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения 1e-10 m^2 (по умолчанию)

Зависимости

Maximum restriction area - Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения 0.005 m^2 (по умолчанию)

Зависимости

Restriction area - Область по нормали к тракту потока при ограничении 1e-3 m^2 (по умолчанию)

Зависимости

Cross-sectional area at ports A and B - Область по нормали к тракту потока в портах 0.01 m^2 (по умолчанию)

Discharge coefficient - Отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через ограничение 0.64 (по умолчанию)

Pressure recovery - Укажите, следует ли учитывать восстановление давления On (по умолчанию) | Off

Critical Reynolds number - число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами 12 (по умолчанию)

Примеры модели

Система охлаждения двигателя

Эффект водяного молота

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация по Simscape

Поддержка

`AR` - Сигнал управления зоной ограничения, м ^ 2
физический сигнал

`A` - Вход или выход
термическая жидкость

`B` - Вход или выход
термическая жидкость

`Restriction type` - Укажите, может ли область ограничения изменяться во время моделирования
`Variable` (по умолчанию) | `Fixed`

`Minimum restriction area` - Нижняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`1e-10 m^2` (по умолчанию)

`Maximum restriction area` - Верхняя граница для площади поперечного сечения ограничения
`0.005 m^2` (по умолчанию)

`Restriction area` - Область по нормали к тракту потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию)

`Cross-sectional area at ports A and B` - Область по нормали к тракту потока в портах
`0.01 m^2` (по умолчанию)

`Discharge coefficient` - Отношение фактического массового расхода к теоретическому массовому расходу через ограничение
`0.64` (по умолчанию)

`Pressure recovery` - Укажите, следует ли учитывать восстановление давления
`On` (по умолчанию) | `Off`

`Critical Reynolds number` - число Рейнольдса для перехода между ламинарным и турбулентным режимами
`12` (по умолчанию)

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