Разветвите газовую сеть на входе
Simscape / Жидкости / Газ / Турбомашины
Блок Fan (G) представляет вентилятор в газовой сети. Можно смоделировать крутящий момент и перепад давления по вентилятору в зависимости от статического давления и скорости потока жидкости или при помощи 1D или 2D сведенного в таблицу ссылочного давления, скорости вала и данных о скорости потока жидкости.
По умолчанию поток и перепад давления от порта A до порта B. Порт C представляет вентилятор, случающийся, и порт R представляет вал вентилятора. Можно задать нормальное операционное направление вала в параметре Mechanical orientation. Если вал начинает вращаться в противоположном направлении, перепад давлений через вентилятор опускается до нуля.
Когда вы устанавливаете параметр Fan parameterization на Static pressure and flow rate at reference shaft speed
, блок использует аналитические законы подобия вентилятора и ссылочный перепад давления, чтобы вычислить перепад давления от порта A до порта B:
где:
Δpref является ссылочным перепадом давления. Блок использует квадратичный припадок значений перепада давления вентилятора в Maximum static pressure gain at zero flow, Nominal static pressure gain и параметрах Maximum volumetric flow rate at zero pressure.
ω является угловой скоростью вала, ωR – ωC.
ωref является параметром Reference shaft speed.
параметр Fan diameter scale factor.
Блок вычисляет крутящий момент вала от ссылочной механической энергии и законов подобия вентилятора:
Где Φref является пропорцией перепада давления к КПД вентилятора:
Когда вы устанавливаете параметр Shaft power specification на Fan efficiency
, блок использует квадратичный припадок КПД между пиковой производительностью вентилятора, ηnom, и 0. ηnom эквивалентен параметру Nominal efficiency, который блок интерпретирует как пиковый КПД. Если вы устанавливаете параметр Shaft power specification на Brake power
, блок выводит номинальный КПД вентилятора из номинальной приводной мощности, Φnom, при пиковых или номинальных условиях:
Блок принимает, что КПД является нулем, когда нет никакого потока или когда поток достигает максимального объемного расхода при нулевом давлении. Блок использует электрический ток q, чтобы вычислить ссылочную скорость потока жидкости как:
Когда вы устанавливаете параметр Fan parameterization на 1D tabulated data - static pressure vs. flow rate at reference shaft speed
, можно смоделировать эффективность вентилятора в зависимости от объемного расхода. Блок интерполирует перепад давления от порта A до порта B от 1D параметра Static pressure gain vector, Δpref(qref):
Здесь, ρ является сырой плотностью воздуха, и ρref является базовой плотностью, которая эквивалентна параметру Reference density. Блок вычисляет крутящий момент вала от ссылочной механической энергии и законов подобия вентилятора:
где ρref является Reference density.
Блок использует электрический ток q, чтобы вычислить ссылочную скорость потока жидкости:
Когда симуляция находится вне нормальных условий работы вентилятора, блок линейно экстраполирует ссылочное давление и экстраполирует ссылочный крутящий момент его самому близкому соседу.
Когда вы устанавливаете параметр Fan parameterization на 2D tabulated data - static pressure vs. shaft speed and flow rate
, можно смоделировать эффективность вентилятора как 2D функцию объемного расхода и скорости вращения. Блок интерполирует перепад давления от порта A до порта B от 2D параметра Static pressure gain table, dp(w,q). Блок задает ссылочный перепад давления, Δpref(qref,ω), как
Блок вычисляет крутящий момент вала от ссылочной механической энергии и законов подобия вентилятора:
где ссылочная механическая энергия является функцией ссылочной скорости потока жидкости и текущей скорости вала.
Блок использует электрический ток q, чтобы вычислить ссылочную скорость потока жидкости:
Когда симуляция находится вне нормальных условий работы вентилятора, блок линейно экстраполирует ссылочное давление и экстраполирует ссылочный крутящий момент его самому близкому соседу.
Когда вы устанавливаете параметр Fan parameterization на 2D tabulated data - flow rate vs. shaft speed and static pressure
, можно смоделировать скорость потока жидкости через вентилятор как 2D функция давления и скорости вращения. Объемный расход интерполирован от 2D параметра Volumetric flow rate table, q(w,dp), qref. Ссылочная скорость потока жидкости является функцией ссылочного перепада давления, Δpref, и текущей скорости вала, ω:
где ссылочный перепад давления выводит из перепада давления по вентилятору:
Крутящий момент вала выводит из ссылочной механической энергии и законов подобия вентилятора:
где ссылочная механическая энергия является функцией ссылочной скорости потока жидкости и текущей скорости вала.
Когда симуляция находится вне нормальных условий работы вентилятора, блок линейно экстраполирует ссылочное давление и экстраполирует ссылочный крутящий момент его самому близкому соседу.
Можно задать степень вала или как КПД вентилятора или как приводную мощность.
Блок вычисляет КПД как
где приводная мощность или механическая энергия, измеренная в вале,
Блок вычисляет гидравлическую энергию как
Блок вычисляет крутящий момент как
Можно проверять параметрированную эффективность вентилятора путем графического вывода давления, степени, КПД, и закрутить в зависимости от потока. Чтобы сгенерировать график текущих настроек насоса, щелкните правой кнопкой по блоку и выберите Fluids> Plot Fan Characteristics. Если вы изменяете настройки или данные, нажмите Apply на параметрах блоков и нажмите Reload Data на фигуре кривой насоса.
Параметризация блока по умолчанию приводит к этим графикам:
Обратное течение или перепад давления по вентилятору не являются нормальным функционированием, и результаты симуляции в этих ситуациях не могут быть точными.
Блок принимает, что вентилятор квазиустойчив.
Блок симулирует эффективность вентилятора в терминах статического повышения давления, и не общего давления вентилятора.
[1] До R2021b эта установка была названа 2D tabulated data - flow rate and total efficiency vs. angular speed and static pressure
.