Tank (TL)

Тепловой жидкий контейнер с переменным объемом жидкости

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Tanks & Accumulators

Описание

Блок Tank (TL) моделирует тепловой жидкий контейнер с переменным объемом жидкости. Абсолютное давление объема жидкости бака принято постоянное и равное значению, заданному в диалоговом окне блока. В особом случае, что давление в баке равно атмосферному давлению, блок представляет вентилируемый бак.

Бак может обмениваться энергией со своей средой, позволяя ее внутренней температуре и давлению развиваться в зависимости от времени. Теплопередача происходит через конвекцию, столь же жидкий вводит или выходит из емкости и проводимости, как тепловая энергия течет через стенки резервуара и саму жидкость во входах бака.

Схематичный бак

Бак может иметь до шести входных портов, A через F. Давление во входах бака является суммой постоянного давления в баке, заданного в диалоговом окне блока и гидростатическом давлении из-за входной высоты.

Модель бака составляет теплопередачу через стенку резервуара, сопоставленную с тепловым портом H сохранения. Температура, заданная в этом порте, является температурой объема жидкости бака.

Объем бака

Объем жидкости бака вычисляется из общей жидкой массы на каждом временном шаге:

$V = \frac{m}{ρ},$

где:

V является объемом жидкости бака.
m является массой жидкости бака.
ρ является плотностью жидкости бака.

Баланс массы

Массовое уравнение сохранения в объеме жидкости бака

$\dot{m} = {\dot{m}}_{A},$

где:

$\dot{m}$ сетевой массовый расход жидкости в бак.
${\dot{m}}_{A}$ массовый расход жидкости в объем жидкости бака через вход A.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в объеме жидкости бака

$p_{A} + p_{d y n} = p_{R e f} + ρ g (y - y_{A}),$

где:

p _A является жидким давлением во входе A.
p _{Касательно} является постоянным давлением в баке.
p _dyn является динамическим давлением:

$p_{d y n} = {\begin{array}{l} 0, & {\dot{m}}_{A} \geq 0 \\ \frac{{\dot{m}}_{A}^{2}}{2 ρ_{A} S_{A}^{2}}, & {\dot{m}}_{A} < 0 \end{array}$
ρ _A является жидкой плотностью в порте A.
S _A является входной областью бака.
g является ускорением свободного падения.
y является уровнем бака или высотой, относительно дна резервуара.
y _A является высотой входа в емкость относительно дна резервуара.

Энергетический баланс

Уравнение энергосбережения в объеме жидкости бака

$m (C_{p} - h α) \dot{T} = ϕ_{A} - {\dot{m}}_{A} h + Q,$

где:

C _p является жидкой тепловой способностью.
α является жидким изобарным модулем объемной упругости.
T является температурой жидкости.
Φ _A является энергетической скоростью потока жидкости в бак через порт A.
h является жидкой энтальпией.
Q является тепловой энергетической скоростью потока жидкости в бак через порт H.

Допущения и ограничения

Давление бака является постоянным и универсальным в объеме бака. Голова вертикального изменения бака влияет только на входные расчеты давления.
Импульс жидкости падает во входном отверстии емкости из-за внезапного расширения в объем бака.

Примечание

Уровень жидкости бака должен остаться выше высоты порта в любом случае. Если вы не установили Liquid level below inlet height на Warn или Error и уровень жидкости падает ниже этой высоты, ваша симуляция может возвратить неточные результаты когда жидкость течет из бака. Связанные компоненты в тепловой жидкой библиотеке приняты, чтобы быть полностью заполненными жидкостью в течение симуляции.

Порты

Сохранение

развернуть все