Физические свойства термической жидкости
Библиотека Simscape/Foundation/Термическая жидкость/Утилиты
Блок настройки термической жидкости (TL) обеспечивает физические свойства жидкости для термической жидкостной сети. Свойства глобальны: они применяются не к одному компоненту, а ко всем составляющим сеть. Каждая тепловая жидкостная сеть в модели должна подключаться только к одному экземпляру этого блока. В этом блоке указаны следующие свойства:
Термодинамические свойства - плотность, удельная внутренняя энергия и удельная теплота
Производные свойства - объемный модуль и коэффициент теплового расширения
Транспортные свойства - Кинематическая вязкость и теплопроводность
Каждое свойство текучей среды определяется в виде таблицы по отношению как к температуре, так и к давлению или только к температуре. Используйте опцию, чтобы игнорировать изменения, вызванные давлением, если известно, что эти изменения являются незначительными, если давление ожидается почти постоянным или если данные о свойствах жидкости доступны только с точки зрения температуры.
Блок обеспечивает возможность построения графика указанных свойств жидкости по их доменам температуры и давления. Чтобы создать графики, щелкните правой кнопкой мыши блок и выберите «Библиотека фундаментов» > «Свойства среды печати». Используйте раскрывающийся список, расположенный в верхней части графика, для выбора визуализируемого свойства жидкости. Нажмите кнопку «Перезагрузить» для регенерации графика после обновления параметров блока.
Используйте графики, чтобы визуализировать зависимости свойств жидкости от давления и температуры, например, чтобы легче уловить аномалии в указанных данных. Большинство свойств жидкости показаны как изменяющиеся по отношению к давлению, только если они указаны как функции давления. Исключения включают плотность, которая получает зависимость давления от объемного модуля и коэффициента теплового расширения, и любые свойства, рассчитанные из плотности, такие как удельное тепло.
График тепловых свойств жидкости
Блок обеспечивает несколько параметризаций для независимых переменных состояния, плотности и определенной внутренней энергии. Параметризация, выбранная для каждого из них, определяет данные, которые необходимо получить, и переменные состояния, в отношении которых они должны быть заданы. Настройка параметра «Размеры таблицы» влияет на параметры, отображаемые на других вкладках.
Давление и температура являются поперечными переменными области термической жидкости. Как таковые, они являются естественным выбором независимых переменных состояния, по которым можно задать все другие свойства жидкости. Блок обеспечивает две параметризации на основе этих переменных состояния. Они доступны через параметр Размеры таблицы (Table dimensions):
2D tables based on temperature and pressure - Предоставить табличные данные по температуре и давлению. Область допустимых температур и давлений определяется в терминах минимального и максимального значений (I на рисунке) или в терминах матрицы достоверности (II).
Типы областей действия
1D vectors based on temperature - Предоставление табличных данных о температуре и игнорирование любых зависимостей от давления. Область допустимых температур и давлений определяется только на основе минимальных и максимальных значений. Объемный модуль обеспечивает зависимость давления от плотности и любых свойств жидкости, рассчитанных из плотности.
Блок обеспечивает три типа параметризации для плотности и для двух производных параметров, от которых часто зависит расчет плотности - изотермический модуль объемности и коэффициент изобарического теплового расширения. Варианты включают в себя:
Density, bulk modulus, and thermal expansion coefficient tables - Предоставьте табличные данные для плотности, модуля объема и коэффициента теплового расширения. Данные должны быть указаны как по температуре, так и по давлению. Параметр «Размеры таблицы» должен иметь значение 2D tables based on temperature and pressure.
Density table/vector - Предоставить табличные данные о плотности по температуре (и, в 2D случае, о давлении). Блок вычисляет изотермический объемный модуль и коэффициент изобарического теплового расширения из табулированных данных с использованием метода конечных разностей. Изотермический объемный модуль β определяется как:
) Т,
где start- плотность, T - температура, p - давление. Коэффициент изобарического теплового расширения α определяется как:
∂ρ∂T) p.
Reference Density - Обеспечьте плотность, объемный модуль и коэффициент теплового расширения при известной температуре (и, в 2D случае, давлении). Блок использует аналитическое выражение для вычисления плотности при других температурах и давлениях. Расчет основан на выражении:
+ p − pRβ,
где нижний индекс R обозначает ссылочную величину (заданную в диалоговом окне блока).
Как и в случае плотности, блок обеспечивает три типа параметризации для конкретной внутренней энергии и для связанной величины, из которой он может быть вычислен, - удельное тепло. Варианты включают в себя:
Specific internal energy and specific heat tables - Предоставить табличные данные по удельной внутренней энергии и удельному коэффициенту тепла. Данные должны быть указаны как по температуре, так и по давлению. Параметр «Размеры таблицы» должен иметь значение 2D tables based on temperature and pressure.
Specific internal energy table/vector - Предоставить табличные данные по удельной внутренней энергии в зависимости от температуры (и, в 2D случае, давления). Блок вычисляет удельный коэффициент тепла из данных о удельной внутренней энергии. Расчет основан на выражении:
p+pαρ,
где cp - удельный коэффициент тепла, а u - удельная внутренняя энергия.
Specific heat coefficient table/vector - Предоставить табличные данные по удельному коэффициенту тепла в зависимости от температуры (и, в 2D случае, давления). Блок вычисляет удельную внутреннюю энергию из данных удельного теплового коэффициента. Расчет основан на выражении:
)) dT+uR,
где нижний индекс R обозначает ссылочную величину. Значение uR устанавливается равным нулю, что является подходящим выбором, поскольку для моделирования релевантна разница в конкретной внутренней энергии, а не ее значение. Значение u может отличаться от значения, предоставленного в других источниках, таких как база данных флюидов REFPROP.
