Flow Resistance (MA)

Общее сопротивление во влажной воздушной ветви

Библиотека:
Simscape/Библиотека фундаментов/Сырой воздух/Элементы

Описание

Блок Flow Resistance (MA) моделирует общий перепад давления в ветви сырой воздушной сети. Перепад давления пропорционален квадрату смеси массового расхода жидкости и обратно пропорциональен плотности смеси. Константа пропорциональности определяется из номинального рабочего условия, заданного в диалоговом окне блока. Установите параметр Nominal mixture density, чтобы нуль, чтобы опустить зависимость от плотности.

Используйте этот блок, когда доступны эмпирические данные о падении давления и скорости потока жидкости через компонент, но подробная информация о геометрии недоступна.

В блочных уравнениях используются эти символы.

$\dot{m}$	Массовый расход жидкости
Φ	Энергетическая скорость потока жидкости
p	Давление
ρ	Плотность
R	Удельная газовая константа
S	Площадь поперечного сечения
K	Константа пропорциональности
h	Специфическая энтальпия
T	Температура

Индексы a, w, и g указать свойства сухого воздуха, водяного пара и прослеживаемого газа, соответственно. Индексы A и B указать соответствующий порт.

Баланс массы:

$\begin{array}{l} {\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = 0 \\ {\dot{m}}_{w A} + {\dot{m}}_{w B} = 0 \\ {\dot{m}}_{g A} + {\dot{m}}_{g B} = 0 \end{array}$

Энергетический баланс:

$Φ_{A} + Φ_{B} = 0$

Если значение параметров Nominal mixture density, ρ _nom, больше нуля, то блок вычисляет перепад давления как

$p_{A} - p_{B} = K_{1} {\dot{m}}_{A} \sqrt{{\dot{m}}_{A}^{2} + {(f_{l a m} {\dot{m}}_{n o m})}^{2}} \frac{R T_{i n}}{p_{i n}}$

где:

f _lam - это доля номинального массового расхода смеси для ламинарного перехода потока.
p - давление на входе (_p A или p B, в зависимости от направления потока).
T - температура на входе (_T A или T B, в зависимости от направления потока).

Константа пропорциональности вычисляется из номинальных условий потока как

$K_{1} = \frac{Δ p_{n o m} ρ_{n o m}}{{\dot{m}}_{n o m}^{2}}$

Если параметр Nominal mixture density установлен в нуль, то блок вычисляет перепад давления как

$p_{A} - p_{B} = K_{2} {\dot{m}}_{A} \sqrt{{\dot{m}}_{A}^{2} + {(f_{l a m} {\dot{m}}_{n o m})}^{2}}$

где константа пропорциональности вычисляется из номинальных условий потока как

$K_{2} = \frac{Δ p_{n o m}}{{\dot{m}}_{n o m}^{2}}$

Сопротивление потоку принято адиабатическим, поэтому специфические для смеси общие энтальпии равны

$h_{A} + \frac{1}{2} (\frac{{\dot{m}}_{A} R T_{A}}{S p_{A}}) = h_{B} + \frac{1}{2} (\frac{{\dot{m}}_{B} R T_{B}}{S p_{B}})$

Допущения и ограничения

Сопротивление адиабатическое. Он не обменивается теплом с окружением.
Перепад давления принимается пропорциональным квадрату смеси массовым расходом жидкости и обратно пропорциональным плотности смеси.

Порты

Сохранение

расширить все

`A` - Вход или выход
сырой воздух

Порт сохранения сырого воздуха сопоставлен с входным или выходным отверстием сопротивления потоку. Этот блок не имеет внутренней направленности.

`B` - Вход или выход
сырой воздух

Параметры

расширить все

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

Перепад давления между входным и выходным отверстиями при известных рабочих условиях. Блок использует номинальные параметры, чтобы вычислить константу пропорциональности между перепадом давления и массового расхода жидкости.

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

Массовый расход жидкости воздушной смеси через блок при известных рабочих условиях. Блок использует номинальные параметры, чтобы вычислить константу пропорциональности между перепадом давления и массового расхода жидкости.

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

Массовая плотность влажной воздушной смеси в сопротивлении потоку при известных рабочих условиях. Блок использует номинальные параметры, чтобы вычислить константу пропорциональности между перепадом давления и массового расхода жидкости. 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 портах сопротивления потока
`0.01 m^2` (по умолчанию)

Площадь потока в портах сопротивления потока. Порты приняты идентичными по размеру.

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

Отношение порога массового расхода жидкости к номинальному массовому расходу жидкости воздушной смеси Блок использует этот параметр, чтобы задать порог для линеаризации перепада давления.

Примеры моделей

Система управления окружающей средой самолета

Моделирует систему управления окружающей средой (ECS) самолета, которая регулирует давление, температуру, влажность и озон (O3) для поддержания комфортного и безопасного окружения кабины. Охлаждение и осушение обеспечиваются машиной воздушного цикла (АЧМ), которая работает как обратный цикл Брайтона для отвода тепла от нагнетаемого под давлением горячего воздуха двигателя. Некоторый горячий стравливаемый воздух смешивается непосредственно с выходом ACM, чтобы настроить температуру. Давление поддерживается выходным клапаном в кабине. Эта модель моделирует ECS, работающую от условия земли до холодного крейсерского условия и обратно до холодного условия земли.

Медицинский вентилятор с моделью легких

Моделирует систему медицинской ИВЛ положительного давления. Пациенту подаётся заданная скорость потока жидкости. Легкие моделируются с помощью Поступательного Механического Конвертера (MA), который преобразует давление сырого воздуха в поступательное движение. Путем установки площади поперечного сечения Интерфейса в единицу, перемещение в механической поступательной сети становится прокси для объема, сила становится прокси для давления коэффициента упругости становится прокси для дыхательной эластичности, и коэффициент демпфирования становится прокси для сопротивления дыхания.

Документация

Flow Resistance (MA)

Описание

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

`A` - Вход или выход
сырой воздух

`B` - Вход или выход
сырой воздух

Параметры

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

`Nominal mixture mass flow rate` - Массовый расход жидкости 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 портах 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 моделей

Система управления окружающей средой самолета

Медицинский вентилятор с моделью легких

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Simscape

Поддержка

Документация

Flow Resistance (MA)

Описание

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

A - Вход или выход сырой воздух

B - Вход или выход сырой воздух

Параметры

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

Nominal mixture mass flow rate - Массовый расход жидкости 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 портах 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 моделей

Система управления окружающей средой самолета

Медицинский вентилятор с моделью легких

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Simscape

Поддержка

`A` - Вход или выход
сырой воздух

`B` - Вход или выход
сырой воздух

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

`Nominal mixture mass flow rate` - Массовый расход жидкости 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 портах 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)

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