Flow Resistance (G)
气体阻力
类型: AcausalFoundation.Gas.Elements.FlowResistance
|
图书馆中的路径: |
.svg)
说明
流动阻力 (G)* 块模拟气体管路中的总压降。压降与质量流量的平方成正比，与气体密度成反比。比例系数基于模块参数中指定的额定工作条件。
如果只知道压降与质量流量的关系，则可以使用该模块。该程序块可与其他程序块组合使用，以创建更准确地表示真实物体的自定义组件，例如，基于*恒容腔*程序块的热交换器。
脉冲平衡
作用在气体上的外力包括入口处的压力和壁上的粘性摩擦力。重力和其他机械力均未考虑在内。用损耗因子 来表示摩擦力，可以得到一个半经验表达式：
其中
-
- 是从端口 A 到端口 B 的质量流量；
-
- 是从端口 A 到端口 B 的压降，即 ；
-
- 损耗系数；
-
- 气体密度；
-
- 流动面积。
压降方程有两种修改方式。第一种是考虑到流向改变时的符号变化，然后将方程改写如下：
其中，只有当质量流量也为正值时，压降才为正值。第二种修改是为了消除因流向变化而产生的奇异现象—这可能是数值求解器在模拟过程中遇到的问题—将其线性化为一个小线性方程，流速接近于零：
其中 是临界质量流量，低于该值，压降将线性化。图中显示了修改后的压降与当地质量流量的关系（曲线 I）：
-
在 以上，压降接近原始方程（曲线 II）中的值，并随 而变化。这种依赖性近似于在湍流中观察到的依赖性。
-
低于 时，压降接近于一条直线，其斜率部分取决于 （曲线 III），并随 而变化。这种依赖性近似于层流中观察到的情况。
为简化建模，损失因子 不需要作为模块参数。相反，它会根据模块参数中指定的额定条件自动计算：
其中星号 ( ) 表示额定运行条件下的值。所有这些计算的基础都是假设临界质量流量 远远低于标称值 。将分量 代入压降表达式，可得出：
或
其中 是气体阻力压降与当地质量流量之间的比例系数，其定义为：
如果假定气体密度恒定不变，则其标称值和实际值应始终相等。只要在程序块对话框中将标称值指定为 "0"（一个用于向程序块发出气体密度恒定信号的特殊值），就会出现这种情况。那么这两个值的比值就是 1，分数 就会减小：
参数
额定压降，Pa - 在已知工作模式下的压降
1000.0帕（默认值）` - 在已知工作模式下的压降。
已知运行模式下从入口到出口的压降。设备使用额定参数计算压降与质量流量之间的比例系数。
标称质量流量，kg/s - 在已知运行模式下的质量流量
0.1千克/秒（默认值）。
已知运行模式下从入口到出口的质量流量。设备使用标称参数计算压降与质量流量之间的比例系数。
标称密度，kg/m³ - 在已知运行模式下的密度
0.0 kg/m³（默认值）
已知运行模式下气阻内部的质量密度。单位使用标称参数计算压降和质量流量之间的比例系数。将此参数设置为零可忽略压降与气体密度的关系。
A 端口和 B 端口的横截面积，㎡ - 气体阻力端口的流通面积
0.01 m²（默认值）。
气体阻力端口的流通面积。假定端口大小相同。
层流质量流量占标称质量流量的百分比 - 临界流量与标称质量流量之比
`1e-3 （默认值） `
阈值质量流量与标称质量流量之比。设备使用该参数计算阈值质量流量，并最终设置压降的线性化限值。