Heat Exchanger (TL-TL)

Теплообменник для систем с двумя потоками тепловой жидкости

  • Библиотека:
  • Simscape/Жидкости/Интерфейсы Гидравлической сети/Теплообменники

  • Heat Exchanger (TL-TL) block

Описание

Блок Heat Exchanger (TL-TL) моделирует дополнительное охлаждение и нагрев жидкостей, кратковременно удерживаемых в тепловом контакте через тонкую проводящую стенку. Стенка может хранить тепло в своих границах, добавляя к теплопередаче небольшую переходную задержку, которая масштабируется пропорционально ее тепловой массе. Жидкости одинарные фазы - каждая тепловая жидкость. Ни одна из жидкостей не может переключить фазу, и поэтому, поскольку скрытое тепло никогда не выделяется, обмен строго является одним из чувствительных тепла.

Варианты блока

Модель теплопередачи зависит от выбора варианта блока. Блок имеет два варианта: E-NTU Model и Simple Model. Щелкните правой кнопкой мыши блок, чтобы открыть контекстно-зависимое меню и выбрать Simscape > Block Choices, чтобы изменить вариант.

E-NTU Model

Вариант по умолчанию. Его модель теплопередачи вытекает из метода Effectiveness-NTU. Теплопередача в установившемся состоянии затем протекает с долей идеальной скорости, которую поток, если держать каждый при своей температуре на входе, и если очистить от каждого теплового сопротивления между, может в теории поддержать:

QAct=ϵ QMax,

где Q действовать фактическую скорость теплопередачи, Q Max является идеальной скоростью теплопередачи, и ε является частью идеальной скорости, фактически наблюдаемой в реальном теплообменнике, обремененном потерями. Фракция является эффективностью теплообменника, и это функция от количества передаточных модулей, или NTU, меры легкости, с которой тепло движется между потоками, относительно легкости, с которой потоки поглощают это тепло:

NTU=1RCMin,

где фракция является общей тепловой проводимостью между потоками, и C Min является наименьшей из скоростей теплоемкости из числа потоков, которая принадлежит потоку, наименее способному поглощать тепло. Скорость теплоемкости потока зависит от удельной теплоты жидкости (c p) и от ее массового расхода через теплообменник (m˙):

C=cpm˙.

Эффективность зависит также от относительного расположения потоков, количества проходов между ними и условия смешивания для каждого. Эта зависимость отражается в используемом выражении эффективности с различными структурами потока, соответствующими различным выражениям. Список выражений эффективности см. в блоке E-NTU Heat Transfer.

Устройство потока

Используйте Flow arrangement параметров блоков, чтобы задать, как потоки встречаются в теплообменнике. Потоки могут проходить параллельно друг другу, против друг друга или поперек друг друга. Они могут также перемещаться в герметичном интерпретаторе, одна через трубы, заключенные в интерпретатор, другая вокруг тех же самых трубок. Рисунок показывает пример. Поток трубы может сделать один проход через поток интерпретатора (показан справа) или, для большей эффективности теплообменника, несколько проходов (слева).

Другие конструкции потока возможны посредством типовой параметризации, основанной на сведенных в таблицу данных эффективности и требующей мало подробностей о теплообменнике. Устройство потока, условие перемешивания и количество проходов интерпретатора или трубы, если они относятся к теплообменнику, приняты, чтобы проявиться в табличных данных.

Условия смешивания

Используйте параметр Cross flow type, чтобы смешать каждый из потоков, один из потоков или ни один из потоков. Смешивание в этом контексте является боковым движением жидкости в каналах, которые не имеют внутренних барьеров, обычно направляющих, перегородок, ребер или стенок. Такое движение служит для выравнивания изменений температуры в поперечной плоскости. Смешанные потоки имеют переменную температуру только в продольной плоскости. Несмешанные потоки имеют переменную температуру как в поперечной, так и в продольной плоскостях. Рисунок показывает смешанный поток (i) и несмешанный поток (ii).

Различие между смешанными и несовпадающими потоками рассматривается только в поперечных потоках. Там продольное изменение температуры в одной жидкости приводит к поперечному изменению температуры во второй жидкости, которая может быть ровной. В противо- и параллельных компоновках потока продольное изменение температуры в одной жидкости приводит к продольному изменению температуры во второй жидкости, и смешивание, как это мало влияет здесь, игнорируется.

Кривые эффективности

Наиболее эффективны кожухотрубные теплообменники с несколькими проходами (iv.b-e на рисунке для 2, 3 и 4 проходов). Из теплообменников с одним проходом меньше всего теплообменников с противотоками (ii наиболее эффективны и с параллельными потоками (i).

Теплообменники с поперечным потоком являются промежуточными по эффективности, с условием смешения, играющим коэффициент. Они наиболее эффективны, когда оба потока не смешаны (iii.a) и наименее эффективны, когда оба потока смешаны (iii.b). Смешивание только потока с наименьшей скоростью теплоемкости (iii.c) снижает эффективность больше, чем смешивание только потока с наибольшей скоростью теплоемкости (iii.d).

Тепловое Сопротивление

Общее тепловое сопротивление, R, является суммой локальных сопротивлений, облицовывающих путь теплопередачи. Локальные сопротивления возникают из-за конвекции на поверхностях стенки, проводимости через стенку и, если стороны стенки загрязнены, проводимости через слои загрязнения. Выражено в порядке от стороны тепловой жидкости 1 до стороны тепловой жидкости 2:

R=1U1ATh,1+F1ATh,1+RW+F2ATh,2+1U2ATh,2,

где U - коэффициент конвективной теплопередачи, F - коэффициент загрязнения, и A Th - площадь поверхности теплопередачи, каждый для потока, указанного в индексе. R W - тепловое сопротивление стенки.

Термическое сопротивление стенки и коэффициенты загрязнения являются простыми константами, полученными из параметров блоков. Коэффициенты теплопередачи являются сложными функциями свойств жидкости, геометрии потока и трения стенки и получают из стандартных эмпирических корреляций между числами Рейнольдса, Нуссельта и Прандтля. Корреляции зависят от расположения потока и условий смешения и подробно описаны для каждого в блоке теплопередачи E-NTU, на котором E-NTU Model основывается вариант.

Тепловая масса

Стенки больше, чем термостойкость для тепла, чтобы пройти сквозь. Это также тепловая масса, и, как и потоки, которые она делит, она может хранить тепло в своих границах. Хранение замедляет переход между устойчивыми состояниями, так что тепловое возмущение с одной стороны не быстро проявляется на стороне поперек. Задержка сохраняется в течение короткого времени, которое требуется тепловым скоростям потока жидкости с двух сторон, чтобы сбалансировать друг друга. Этот временной интервал масштабируется с тепловой массой стенки:

CQ,W=cp,WMW,

где - c p, W - удельная теплоемкость и M W - инерционная масса стенки. Их продукт дает энергию, необходимую для повышения температуры стенки на одну степень. Используйте Wall thermal mass параметров блоков, чтобы задать этот продукт. Параметр активен, когда задан Wall thermal dynamics On.

Тепловая масса часто незначительна в системах низкого давления. Низкое давление дает тонкую стенку с переходным процессом так быстро, что на временной шкале теплопередачи она фактически мгновенна. То же самое не относится и к системам высокого давления, распространенным в производстве аммиака процессом Хабера, где давление может разбить 200 атмосфер. Чтобы выдержать высокое давление, стенка часто толще, и, так как ее тепловая масса более жёсткая, поэтому ее переходный процесс медленнее.

Установите параметр Wall thermal dynamics равным Off чтобы игнорировать задержку переходного процесса, срежьте дифференциальные переменные, которые ее производят, и, уменьшая вычисления, ускорите скорость моделирования. Оставьте On чтобы захватить временную задержку, где она имеет измеримый эффект. Экспериментируйте с настройкой, если необходимо, чтобы определить, учитывать ли тепловую массу. Если результаты симуляции отличаются в значительной степени, и если скорость симуляции не является фактором, сохраните настройку On.

Стенка, если она смоделирована тепловой массой, рассматривается в половинах. Одна половина находится на стороне тепловой жидкости 1, а другая - на стороне тепловой жидкости 2. Тепловая масса разделяется равномерно между парой:

CQ,1=CQ,2=CQ,W2.

Энергия сохранена в стенке. В простом случае половины стенки в установившемся состоянии тепло, полученное от жидкости, равняется теплу, потерянному второй половине. Тепловой поток со скоростью, предсказанной методом E-NTU для стенки без тепловой массы. Скорость положительная для тепловых потоков, направленных со стороны 1 теплообменника в сторону 2:

Q1=Q2=ϵQMax.

В переходном состоянии стенка находится в процессе хранения или потери тепла, а тепло, полученное на одну половину, больше не равняется проигранному второй половине. Различие в скорости потока жидкости тепла изменяется со временем пропорционально скорости, с которой стена сохраняет или теряет тепло. Для стороны 1 теплообменника:

Q1=ϵQMax+CQ,1T˙W,1,

где T˙W,1 - скорость изменения температуры в половине стенки. Его продукт с тепловой массой половины стенки дает скорость, с которой там накапливается тепло. Эта скорость положительна, когда температура повышается и отрицательна, когда она падает. Чем ближе скорость к нулю, тем ближе стенка к устойчивому состоянию. Для стороны 2 теплообменника:Q2=ϵQMax+CQ,2T˙W,2,

Составная структура

The E-NTU Model вариант является составным компонентом, созданным из более простых блоков. Блок Heat Exchanger Interface (TL) моделирует поток тепловой жидкости на стороне 1 теплообменника. Другой моделирует поток тепловой жидкости на стороне 2. Блок E-NTU Heat Transfer моделирует теплообмен между потоками через стенку. Рисунок показывает блочные соединения для E-NTU Model вариант блока.

Simple Model

Альтернативный вариант. Его модель теплопередачи зависит от концепции специфического рассеяния, меры скорости теплопередачи, наблюдаемой, когда температуры на входе тепловой жидкости 1 и тепловой жидкости 2 различаются на одну степень. Его продукт с различием температур на входе дает ожидаемую скорость теплопередачи:

Q=ξ(TIn,1TIn,2),

где ξ является специфическим рассеиванием и T In - температура входного отверстия для тепловой жидкости 1 (индекс 1) или тепловой жидкости 2 (индекс 2). Специфическое рассеивание представляет собой табличную функцию массовых расходов жидкости в теплообменник через входные отверстия тепловой жидкости 1 и тепловой жидкости 2:

ξ=f(m˙In,1,m˙In,2),

Для размещения обратных течений табличные данные могут распространяться на положительные и отрицательные скорости потока жидкости, в этом случае входные отверстия могут также рассматриваться как выходные отверстия. Данные обычно получают из измерения скорости теплопередачи по температуре в реальном прототипе:

ξ=QTIn,1TIn,2.

Модель теплопередачи, поскольку она полагается почти полностью на табличные данные, и поскольку эти данные обычно получают из эксперимента, требует мало подробностей о теплообменнике. Устройство потока, условие перемешивания и количество проходов интерпретатора или трубы, если это относится к смоделированному теплообменнику, приняты, чтобы полностью проявиться в табличных данных.

См. Specific Dissipation Heat Transfer блок для получения дополнительной информации о расчетах теплопередачи.

Составная структура

The Simple Model вариант является составным компонентом. Блок Simple Heat Exchanger Interface (TL) моделирует поток тепловой жидкости на стороне 1 теплообменника. Другой моделирует поток тепловой жидкости на стороне 2. Блок Specific Dissipation Heat Transfer захватывает теплообмен через стенку между потоками.

Порты

Сохранение

расширить все

Открытие тепловой жидкости 1 для входа и выхода из ее боковой стороны теплообменника.

Открытие тепловой жидкости 1 для входа и выхода из ее боковой стороны теплообменника.

Открытие тепловой жидкости 2 для входа и выхода из ее боковой стороны теплообменника.

Открытие тепловой жидкости 2 для входа и выхода из ее боковой стороны теплообменника.

Параметры

расширить все

Вариант блока: Simple Model

Вкладка Теплопередача

Массовый расход жидкости тепловой жидкости 1 в каждой точке останова в интерполяционной таблице для конкретной таблицы теплоотдачи. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить удельное теплоотдачу теплообменника в любом массовом расходе жидкости. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Массовый расход жидкости может быть положительным, нулевым или отрицательным, но они должны увеличиться монотонно слева направо. Их количество должно равняться количеству столбцов в параметре Specific heat dissipation table. Если таблица имеет m строк и n столбцов, вектор массового расхода жидкости должен быть n элементов long.

Массовый расход жидкости тепловой жидкости 2 в каждой точке останова в интерполяционной таблице для конкретной таблицы теплоотдачи. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить удельное теплоотдачу теплообменника в любом массовом расходе жидкости. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Массовый расход жидкости может быть положительным, нулевым или отрицательным, но они должны увеличиться монотонно слева направо. Их количество должно равняться количеству столбцов в параметре Specific heat dissipation table. Если таблица имеет m строк и n столбцов, вектор массового расхода жидкости должен быть n элементов long.

Удельное тепловыделение в каждой точке останова в его интерполяционной таблице по массовым расходам жидкости тепловой жидкости 1 и тепловой жидкости 2. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить эффективность при любой паре тепловой жидкости 1 и тепловой жидкости 2 массовых расходов жидкости. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Конкретные значения теплоотдачи не должны быть отрицательными. Они должны выровняться верхней частью на дно с порядка увеличения массового расхода жидкости в канале тепловой жидкости 1, и слева направо с порядком увеличения массового расхода жидкости в канале тепловой жидкости 2. Количество строк должно равняться размеру параметра Thermal liquid 1 mass flow rate vector, а количество столбцов должно равняться размеру параметра Thermal liquid 2 mass flow rate vector.

Предупреждающее условие для удельного тепловыделения сверх минимального расхода теплоемкости. Скорость теплоемкости является продуктом массового расхода жидкости и удельного тепла, и ее минимальное значение является самым низким между потоками. Этот минимум дает удельное рассеивание для теплообменника с максимальной эффективностью и не может быть превышен. Для получения дополнительной информации см. Specific Dissipation Heat Transfer блок.

Вкладка 1|2 тепловой жидкости

Массовый расход жидкости в каждой точке останова в интерполяционной таблице для перепада давления. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить перепад давления в любом массовом расходе жидкости. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Массовые расходы жидкости могут быть положительными, нулевыми или отрицательными, и они могут охватывать ламинарные, переходные и турбулентные зоны. Однако они должны увеличиться монотонно слева направо. Их количество должно равняться размеру параметра Pressure drop vector, с которым они должны объединиться, чтобы выполнить табличные точки останова.

Перепад давления в каждой точке останова в интерполяционной таблице по массовому расходу жидкости. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить перепад давления в любом массовом расходе жидкости. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Перепады давления могут быть положительными, нулевыми или отрицательными, и они могут проходить через ламинарные, переходные и турбулентные зоны. Однако они должны увеличиться монотонно слева направо. Их количество должно равняться размеру параметра Mass flow rate vector, с которым они должны объединиться, чтобы выполнить табличные точки останова.

Абсолютная температура, установленная на входе в сборе табличных перепадов давления. Эталонные температура и давление притока определяют плотность жидкости, принятую в табличных данных. Во время симуляции отношение ссылки к фактической плотности жидкости умножает табличный перепад давления, получая фактический перепад давления.

Абсолютное давление, установленное на входе в сборе табличных перепадов давления. Эталонные температура и давление притока определяют плотность жидкости, принятую в табличных данных. Во время симуляции отношение ссылки к фактической плотности жидкости умножает табличный перепад давления, получая фактический перепад давления.

Массовый расход жидкости, ниже которого его значение численно сглаживается, чтобы избежать разрывов, которые, как известно, приводят к ошибкам симуляции при нулевом потоке. Смотрите Simple Heat Exchanger Interface (TL) блок (на котором Simple Model вариант основан) для детализации вычислений.

Объем жидкости в канале тепловой жидкости 1 или тепловой жидкости 2.

Площадь потока на входе и выходе канала тепловой жидкости 1 или тепловой жидкости 2. Порты в том же канале потока имеют одинаковый размер.

Вариант блока: E-NTU Model

Общая вкладка

Способ, которым потоки выравниваются в теплообменнике. Потоки могут проходить параллельно друг другу, против друг друга или поперек друг друга. Они могут также перемещаться в герметичном интерпретаторе, одна через трубы, заключенные в интерпретатор, другая вокруг этих трубок. Другие конструкции потока возможны посредством типовой параметризации, основанной на сведенных в таблицу данных эффективности и требующей мало подробностей о теплообменнике.

Количество раз, когда поток пересекает интерпретатор перед выходом.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Flow arrangement настройке Shell and tube.

Условие смешения в каждом из каналов потока. Смешивание в этом контексте является боковым движением жидкости, когда она протекает вдоль своего канала потока к выходному отверстию. Потоки остаются отдельными друг от друга. Несмешанные потоки распространены в каналах с пластинами, перегородками или плавниками. Эта установка отражает эффективность теплообменника, причем немиксованные потоки являются наиболее эффективными и смешанные потоки являются наименьшими.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Flow arrangement настройке Shell and tube.

Количество передаточных модулей в каждой точке останова в интерполяционной таблице для номера эффективности теплообменника. Таблица является двухсторонней, и количество передаточных модулей, и коэффициент тепловой мощности служат независимыми координатами. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить эффективность при любом количестве передаточных модулей. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Заданные числа должны быть больше нуля и увеличиваться монотонно слева направо. Размер вектора должен равняться количеству строк в параметре Effectiveness table. Если таблица имеет m строки и n столбцов, вектор для количества передаточных модулей должен быть m элементами.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Flow arrangement настройке Generic - effectiveness table.

Коэффициент теплоемкости в каждой точке останова в интерполяционной таблице для эффективности теплообменника. Таблица является двухсторонней, и количество передаточных модулей, и коэффициент скорости теплоемкости служат независимыми координатами. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить эффективность при любом коэффициенте тепловой емкости. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Коэффициенты теплоемкости должны быть больше нуля и увеличиваться монотонно слева направо. Размер вектора должен равняться количеству столбцов в параметре Nusselt number table. Если таблица имеет m строки и n столбцов, вектор для коэффициента теплоемкости должен быть n элементами. Коэффициент теплоемкости является долей минимума по максимальным скоростям теплоемкости.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Flow arrangement настройке Generic - effectiveness table.

Эффективность теплообменника в каждой точке останова в его интерполяционной таблице по количеству передаточных модулей и коэффициенту теплоемкости. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить эффективность при любой паре передаточных модулей и коэффициенте тепловой мощности. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Значения эффективности не должны быть отрицательными. Они должны выровняться сверху вниз в порядке увеличения количества передаточных модулей и слева направо в порядке увеличения коэффициента теплоемкости. Количество строк должно равняться размеру параметра Number of heat transfer units vector, а количество столбцов должно равняться размеру параметра Thermal capacity ratio vector.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Flow arrangement настройке Generic - effectiveness table.

Предположение моделирования для переходного процесса стены к тепловым изменениям. Установите значение On передать стенке тепловую массу и зафиксировать задержку в ее переходный процесс на изменения температуры или теплового потока. Такие задержки имеют отношение к толстым стенкам, таким как те, которые требуются для поддержания высоких давлений. Настройка по умолчанию принимает стенку, достаточно тонкую, чтобы ее переходный процесс был фактически мгновенной по шкале времени теплопередачи.

Тепло, необходимое для повышения температуры стенки на одну степень. Тепловая масса является продуктом массы с удельным теплом и мерой способности поглощать тепло. Стенка с тепловой массой имеет переходный процесс к внезапным изменениям температуры поверхности или теплового потока. Чем больше тепловая масса, тем медленнее эта реакция и тем дольше время до устойчивого состояния. Значение по умолчанию соответствует стенке из нержавеющей стали с массой приблизительно 1 кг.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Wall thermal dynamics настройке On.

Сопротивление стенки тепловому потоку теплопроводностью, и обратной теплопроводности, или продукт теплопроводности с отношением площади поверхности к длине. Сопротивление стенки добавляет к конвективному и загрязняющему сопротивлениям, чтобы определить полный коэффициент теплопередачи между потоками.

Вкладка 1|2 тепловой жидкости

Площадь поперечного сечения канала потока в его самой узкой точке. Если канал представляет собой набор каналов, труб, пазов или канавок, то площадь представляет собой сумму участков в коллекции - минус окклюзия из-за стенок, гребней, пластин или других барьеров.

Общий объем жидкости, содержащейся в канале тепловой жидкости 1 или тепловой жидкости 2.

Эффективный внутренний диаметр потока в его самой узкой точке. Для каналов, не округлых в поперечном сечении, этот диаметр имеет мнимую окружность, равную по площади сечению потока. Его значение является отношением минимальной площади свободного потока к четвертой части его общего периметра.

Если канал представляет собой набор каналов, труб, пазов или пазов, общий периметр является суммой периметров в наборе. Если канал является одним трубопроводом или трубой и имеет круглое сечение, гидравлический диаметр совпадает с истинным диаметром.

Начало перехода между ламинарной и турбулентной зонами. Выше этого числа удерживаются инерционные силы, и поток постепенно становится турбулентным. Значение по умолчанию характерно для круглых сечений и труб с гладкими поверхностями.

Конец перехода между ламинарной и турбулентной зонами. Ниже этого числа удерживаются вязкие силы, и поток постепенно становится ламинарным. Значение по умолчанию характерно для круглых сечений и труб с гладкими поверхностями.

Математическая модель падения давления вязким трением. Этот параметр определяет, какие выражения использовать для вычисления, а какие параметры блоков - в качестве входных. Смотрите Heat Exchanger Interface (TL) блок для вычислений по параметризации.

Совокупный коэффициент потерь для всех сопротивлений потоку в канале потока - включая трение стенки, ответственное за основные потери и локальные сопротивления, из-за поворотов, колен и других изменений геометрии, ответственных за незначительные потери.

Коэффициент потерь является эмпирическим безразмерным числом, обычно используемым для выражения падения давления из-за вязкого трения. Он может быть рассчитан на основе экспериментальных данных или, в некоторых случаях, получен из таблиц данных о продукте.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Pressure loss parameterization настройке Constant loss coefficient.

Общее расстояние, которое поток должен пройти, чтобы достичь через порты. В многоходовых кожухотрубных теплообменниках общее расстояние является суммой по всем проходам интерпретатора. В трубных связках, гофрированных пластинах и других каналах, в которых поток разделяется на параллельные ветви, это расстояние, пройденное в одной ветви. Чем больше путь потока, тем круче большие падения давления из-за вязкого трения на стенке.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Pressure loss parameterization настройке Correlations for tubes и Tabulated data - Darcy friction factor vs Reynolds number.

Совокупные незначительные падения давления, выраженные в виде длины. Эта длина является тем, что все локальные сопротивления, такие как колена, тройники и объединения, добавили бы к пути потока, если бы на их месте было простое расширение стенки. Чем больше эквивалентная длина, тем круче незначительное падения давления из-за локальных сопротивлений.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Pressure loss parameterization настройке Correlations for tubes.

Средняя высота выступов поверхности, от которых возникает трение стенки. Более высокие выступы означают более грубую стенку для большего трения и, таким образом, более крутой падения давления. Функции шероховатости поверхности в корреляции Haaland, от которой зависит коэффициент трения Дарси и от которой зависит расчет падения давления.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Pressure loss parameterization настройке Correlations for tubes.

Коррекция падения давления для поперечного сечения потока в ламинарное течение условиях. Этот параметр обычно упоминается как масштабный фактор. Его отношение к числу Рейнольдса задает коэффициент трения Дарси для вычисления падения давления в ламинарной зоне. Значение по умолчанию принадлежит цилиндрическим трубопроводам и трубам.

Этот масштабный фактор выводится для некоторых форм из решения уравнений Навье-Стокса. Квадратный воздуховод имеет масштабный фактор 56прямоугольный канал с соотношением сторон 2:1 имеет масштабный фактор 62, и кольцевая труба имеет масштабный фактор 96, как и тонкий трубопровод между параллельными пластинами.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Pressure loss parameterization настройке Correlations for tubes.

Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице для коэффициента трения Дарси. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить коэффициент трения Дарси при любом числе Рейнольдса. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Числа Рейнольдса должны быть больше нуля и увеличиваться монотонно слева направо. Они могут проходить через ламинарную, переходную и турбулентную зоны. Их количество должно равняться размеру параметра Darcy friction factor vector, с которым они должны объединиться, чтобы выполнить табличные точки останова.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Pressure loss parameterization настройке Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number.

Коэффициент трения Дарси в каждой точке останова в его интерполяционной таблице по числу Рейнольдса. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить коэффициент трения Дарси при любом числе Рейнольдса. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Коэффициенты трения Дарси не должна быть отрицательной, и они должны выровняться слева направо в порядке увеличения числа Рейнольдса. Их количество должно равняться размеру параметра Reynolds number vector for Darcy friction factor, с которым они должны объединиться, чтобы выполнить табличные точки останова.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Pressure loss parameterization настройке Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number.

Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице для числа Эйлера. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить число Эйлера при любом числе Рейнольдса. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Числа Рейнольдса должны быть больше нуля и увеличиваться монотонно слева направо. Они могут проходить через ламинарную, переходную и турбулентную зоны. Их количество должно равняться размеру параметра Euler number vector, с которым они должны объединиться, чтобы выполнить табличные точки останова.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Pressure loss parameterization настройке Tabulated data - Euler number vs. Reynolds number.

Число Эйлера в каждой точке останова в его интерполяционной таблице по числу Рейнольдса. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить число Эйлера при любом числе Рейнольдса. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Числа Эйлера не должны быть отрицательными, и они должны выровняться слева направо в порядке увеличения числа Рейнольдса. Их количество должно равняться размеру параметра Reynolds number vector for Euler number, с которым они должны объединиться, чтобы выполнить табличные точки останова.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Pressure loss parameterization настройке Tabulated data - Euler number vs. Reynolds number.

Математическая модель для теплопередачи между жидкостью и стенкой. Выбор модели определяет, какие выражения применить и какие параметры задать для вычисления теплопередачи. Смотрите блок E-NTU Heat Transfer для вычислений по параметризации.

Эффективная площадь поверхности, используемая в теплопередаче между жидкостью и стенкой. Эффективной площадью поверхности является сумма первичных и вторичных площадей поверхности или площадей стенки, где она подвергается воздействию жидкости, и плавников, если таковые используются. Площадь поверхности ребра обычно масштабируется на коэффициент эффективности ребра.

Коэффициент теплопередачи для конвекции между жидкостью и стенкой. Сопротивление от загрязнения фиксируется отдельно в параметре Fouling factor.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Heat transfer parameterization настройке Constant heat transfer coefficient.

Характеристическая длина, пройденная при теплопередаче между жидкостью и стенкой. Эти коэффициенты длины при вычислении гидравлического диаметра, из которого выводится коэффициент теплопередачи и число Рейнольдса, заданные в табличных параметризациях теплопередачи.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Heat transfer parameterization настройке Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number или Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

Константа, принятая для числа Нуссельта в ламинарном течении. Число Нуссельта в вычислении коэффициента теплопередачи между жидкостью и стенкой, от которого зависит скорость теплопередачи. Значение по умолчанию принадлежит цилиндрическим трубопроводам и трубам.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Heat transfer parameterization настройке Correlations for tubes.

Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице для коэффициента Колборна. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить коэффициент Колборна при любом числе Рейнольдса. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Числа Рейнольдса должны быть больше нуля и увеличиваться монотонно слева направо. Они могут проходить через ламинарную, переходную и турбулентную зоны. Их количество должно равняться размеру параметра Colburn factor vector, с которым они должны объединиться, чтобы выполнить табличные точки останова.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Heat transfer parameterization настройке Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number.

Коэффициент Колборна в каждой точке останова в его интерполяционной таблице по числу Рейнольдса. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить число Эйлера при любом числе Рейнольдса. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Коэффициенты Колборна не должна быть отрицательной, и они должны выровняться слева направо в порядке увеличения числа Рейнольдса. Их количество должно равняться размеру параметра Reynolds number vector for Colburn factor, с которым они должны объединиться, чтобы выполнить табличные точки останова.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Heat transfer parameterization настройке Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number.

Число Рейнольдса в каждой точке останова в интерполяционной таблице для числа Нуссельта. Таблица является двухсторонней, и числа Рейнольдса и Прандтля служат независимыми координатами. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить число Нуссельта при любом числе Рейнольдса. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Числа Рейнольдса должны быть больше нуля и увеличиваться монотонно слева направо. Они могут проходить через ламинарную, переходную и турбулентную зоны. Размер вектора должен равняться количеству строк в параметре Nusselt number table. Если таблица имеет m строки и n столбцов, вектор числа Рейнольдса должен быть m элементами.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Heat transfer parameterization настройке Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

Номер Prandtl в каждой точке останова в интерполяционной таблице для номера Нуссельта. Таблица является двухсторонней, и числа Рейнольдса и Прандтля служат независимыми координатами. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить номер Нуссельта по любому номеру Прандтля. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest.

Числа Прандльта должны быть больше нуля и увеличиваться монотонно слева направо. Они могут проходить через ламинарную, переходную и турбулентную зоны. Размер вектора должен равняться количеству столбцов в параметре Nusselt number table. Если таблица имеет m строки и n столбцов, вектор числа Prandtl должен быть n элементами.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Heat transfer parameterization настройке Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

Номер Нуссельта в каждой точке останова в его интерполяционной таблице по номерам Рейнольдса и Прандтля. Блок интер- и экстраполирует точки останова, чтобы получить число Нуссельта для любой пары чисел Рейнольдса и Прандтля. Интерполяция является MATLAB linear тип и экстраполяция nearest. Путем определения числа Нуссельта в таблицу подается вычисление, из которого выводится коэффициент теплопередачи между жидкостью и стенкой.

Числа Нуссельта должны быть больше нуля. Они должны выровняться сверху вниз в порядке увеличения числа Рейнольдса и слева направо в порядке увеличения числа Прандльта. Количество строк должно равняться размеру параметра Reynolds number vector for Nusselt number, а количество столбцов должно равняться размеру параметра Prandtl number vector for Nusselt number.

Зависимости

Этот параметр применяется исключительно к Heat transfer parameterization настройке Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

Измерение теплового сопротивления из-за обрастания отложений, которые со временем, как правило, строятся на открытых поверхностях стенки. Отложения, когда они накладывают между жидкостью и стенкой новый твердый слой, через который должно проходить тепло, добавляют к пути теплопередачи дополнительное тепловое сопротивление. Загрязняющие отложения растут медленно, и обусловленное ими сопротивление, соответственно, принято постоянным во время симуляции.

Нижняя граница коэффициента теплопередачи между жидкостью и стенкой. Если при вычислении возвращается более низкий коэффициент теплопередачи, эта граница заменяет вычисленное значение.

Эффекты и начальные условия

Опция для моделирования динамики давления в канале тепловой жидкости 1 или тепловой жидкости 2. Установка этого параметра на Off удаляет члены производной по давлению из уравнений энергии и сохранения массы компонента. Давление в теплообменнике затем уменьшается до взвешенного среднего значения двух давления в порте.

Температура в канале тепловой жидкости 1 или тепловой жидкости 2 в начале симуляции.

Давление в канале тепловой жидкости 1 или тепловой жидкости 2 в начале симуляции.

Примеры моделей

Engine Cooling System

Система охлаждения Engine

Моделируйте систему охлаждения двигателя с контуром охлаждения масла, используя блоки Simscape™ Fluids™ Thermal Liquid. Система включает контур хладагента и контур охлаждения масла. Насос постоянной производительности управляет хладагентом через контур охлаждения. Основной фрагмент тепла от двигателя поглощается охлаждающей средой и рассеивается через излучателя. Температура системы регулируется термостатом, который отводит поток на излучателя только тогда, когда температура выше порога. Контур охлаждения масла также поглощает часть тепла от двигателя. Тепло, добавляемое к маслу, передается хладагенту теплообменником масло-хладагент. Излучатель является блоком E-NTU Теплообменник (TL) с потоком на воздушной стороне, управляемым входами физического сигнала. Теплообменник с охлаждающим маслом является блоком E-NTU (TL-TL). И насос хладагента, и масляный насос приводятся в действие частотой скорости вращения двигателя.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.
Введенный в R2016a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте