Local Restriction (TL)

Ограничение площади потока в тепловой гидравлической сети

Библиотека:
Simscape/Библиотека фундаментов/Тепловая жидкость/Элементы

Описание

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

Порты A и B представляют входное и выходное отверстия ограничения. Физический сигнал входа в порте AR задает область ограничения. Кроме того, можно задать фиксированную область ограничения как параметры блоков.

Значок блока изменяется в зависимости от значения параметра Restriction type.

Тип ограничения Значок блока

Тип ограничения	Значок блока
`Variable`
`Fixed`

Variable

Fixed

Ограничение адиабатическое. Он не обменивается теплом с окружением.

Ограничение состоит из сокращения, за которым следует внезапное расширение площади потока. Жидкость ускоряется во время сужения, вызывая падение давления. В зоне расширения, если параметру Pressure recovery задано значение offимпульс ускоренной жидкости падает. Если для параметра Pressure recovery задано значение onвнезапное расширение восстанавливает часть импульса и позволяет давлению немного подняться после ограничения.

Схема локального ограничения

Баланс массы

Баланс массы в ограничении

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

где:

${\dot{m}}_{A}$ - массовый расход жидкости в ограничение через порт A.
${\dot{m}}_{B}$ - массовый расход жидкости в ограничение через порт B.

Баланс импульса

Давление различия между портами A и B вытекает из баланса импульса в ограничении:

$\begin{array}{l} Δ p = \frac{1}{2 ρ} (1 - \frac{S_{R}^{2}}{S^{2}}) v_{R} \sqrt{v_{R}^{2} + v_{R c}^{2}} \\ v_{R} = \frac{{\dot{m}}_{A}}{C_{d} ρ S_{R}} \\ v_{R c} = \frac{{Re}_{c} μ}{C_{d} ρ} \sqrt{\frac{π}{4 S_{R}}} \end{array}$

где:

Δp - перепад давления.
ρ - плотность жидкости.
μ - динамическая вязкость жидкости.
S - площадь поперечного сечения в портах A и B.
S R является площадью поперечного сечения при ограничении .
v R является скоростью жидкости при ограничении.
v _Rc является критической скоростью жидкости.
Re c является критическим числом Рейнольдса.
C d - коэффициент расхода.

Если восстановление давления отключено, то

$p_{A} - p_{B} = Δ p,$

где:

p A является давлением в порте A.
p B - давление в порте B.

Если восстановление давления включено, то

$p_{A} - p_{B} = Δ p \frac{\sqrt{1 - {(\frac{S_{R}}{S})}^{2} (1 - C_{d}^{2})} - C_{d} \frac{S_{R}}{S}}{\sqrt{1 - {(\frac{S_{R}}{S})}^{2} (1 - C_{d}^{2})} + C_{d} \frac{S_{R}}{S}} .$

Энергетический баланс

Энергетический баланс в ограничении

$ϕ_{A} + ϕ_{B} = 0,$

где:

ϕ A - это расход энергии в ограничение через порт A.
ϕ B - это расход энергии в ограничение через порт B.

Допущения и ограничения

Ограничение адиабатическое. Он не обменивается теплом со своим окружением.
Динамическая сжимаемость и теплоемкость жидкости в ограничении незначительны.

Порты

Вход

расширить все

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

Входной физический сигнал, который управляет областью ограничения потока. Сигнал насыщается, когда его значение выходит за пределы минимальной и максимальной области ограничения, заданные параметрами блоков.

Зависимости

Этот порт видим, только если вы задаете значение параметра Restriction type Variable.

Сохранение

расширить все

`A` - Вход или выход
тепловая жидкость

Порт терможидкости сопоставлен с входным или выходным отверстием локального ограничения. Этот блок не имеет внутренней направленности.

`B` - Вход или выход
тепловая жидкость

Параметры

расширить все

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

Выберите, может ли область ограничения измениться во время симуляции:

Variable - Входной физический сигнал в порте AR задает область ограничения, которая может изменяться во время симуляции. Параметры Minimum restriction area и Maximum restriction area задают нижнюю и верхнюю границы для области ограничения.
Fixed - Область ограничения, заданная значением параметра Restriction area блока, остается постоянной во время симуляции. Порт AR скрыт.

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

Нижняя граница площади поперечного сечения ограничения. Можно использовать этот параметр, чтобы представлять площадь утечек. Входной сигнал AR достигает этого значения, чтобы предотвратить дальнейшее уменьшение области ограничения.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Restriction type задано значение Variable.

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

Верхняя граница площади поперечного сечения ограничения. Входной сигнал AR достигает этого значения, чтобы предотвратить дальнейшее увеличение области ограничения.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Restriction type задано значение Variable.

`Restriction area` - Площадь, нормальная к пути потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию)

Площадь, нормальная к пути потока при ограничении.

Зависимости

Активируется, когда для параметра Restriction type задано значение Fixed.

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь, нормальная к пути потока в портах
`0.01 m^2` (по умолчанию)

Площадь, нормальная к пути потока в портах A и B. Эта область принята одинаковой для двух портов.

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

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

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

Укажите, учитывается ли восстановление давления на выходе локального 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 отверстию с острыми краями.

Примеры моделей

Система охлаждения Engine

Моделируйте базовую систему охлаждения двигателя, используя пользовательские тепловые жидкие блоки. Насос постоянной производительности управляет водой через контур охлаждения. Тепло от двигателя поглощается водяным хладагентом и рассеивается через излучателя. Температура системы регулируется термостатом, который отводит поток на излучателя только тогда, когда температура выше порога.

Эффект водяного молота

Модель показывает, как библиотека фундаментов тепловых жидкостей может использоваться для моделирования водяного молота в длинном трубопроводе. После медленного установления устойчивого потока внутри трубопровода путем открытия клапана соответственно, тот же клапан закрывается в течение нескольких миллисекунд. Это вызывает эффект водяного молотка. Клапан моделируется с помощью блока Переменное Локальное Ограничение (TL), и трубопровод разделяется на четыре сегмента с помощью блока Труба (TL). Разбиение трубопровода на больше сегментов увеличивает точность за счет эффективности симуляции.

Расширенные возможности

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

См. также

Pipe (TL)

Темы

Моделирование систем терможидкости

Введенный в R2013b

Документация

Local Restriction (TL)

Описание

Баланс массы

Баланс импульса

Энергетический баланс

Допущения и ограничения

Порты

Вход

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

Зависимости

Сохранение

`A` - Вход или выход
тепловая жидкость

`B` - Вход или выход
тепловая жидкость

Параметры

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

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

Зависимости

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

Зависимости

`Restriction area` - Площадь, нормальная к пути потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию)

Зависимости

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь, нормальная к пути 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` - Определить, учитывать ли восстановление давления
`On` (по умолчанию) | `Off`

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

Примеры моделей

Система охлаждения Engine

Эффект водяного молота

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Simscape

Поддержка

Документация

Local Restriction (TL)

Описание

Баланс массы

Баланс импульса

Энергетический баланс

Допущения и ограничения

Порты

Вход

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

Зависимости

Сохранение

A - Вход или выход тепловая жидкость

B - Вход или выход тепловая жидкость

Параметры

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

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

Зависимости

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

Зависимости

Restriction area - Площадь, нормальная к пути потока при ограничении 1e-3 m^2 (по умолчанию)

Зависимости

Cross-sectional area at ports A and B - Площадь, нормальная к пути 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 - Определить, учитывать ли восстановление давления On (по умолчанию) | Off

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

Примеры моделей

Система охлаждения Engine

Эффект водяного молота

Расширенные возможности

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

См. также

Темы

Документация Simscape

Поддержка

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

`A` - Вход или выход
тепловая жидкость

`B` - Вход или выход
тепловая жидкость

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

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

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

`Restriction area` - Площадь, нормальная к пути потока при ограничении
`1e-3 m^2` (по умолчанию)

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь, нормальная к пути 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` - Определить, учитывать ли восстановление давления
`On` (по умолчанию) | `Off`

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

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