Constant Volume Chamber (2P)

具有固定体积的两相液体和可变数量的端口的腔室。

blockType: AcausalFoundation.TwoPhaseFluid.Elements.ConstantVolumeChamber

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资料描述

座 Constant Volume Chamber (2P) 模拟包含固定体积两相液体的腔室中质量和能量的累积。腔室可以有一到四个端口，指定 A，B，C，D，液体可以通过这些端口流动。液体的体积可以通过热口 H 与热网络，例如与代表腔室的周围空间的网络进行热交换。

腔室中液体的质量取决于密度而变化，密度通常取决于压力和温度。液体在入口前方的压力超过腔室内的压力时进入腔室，在压力梯度反转时流出。模型中的效果通常是平滑突然的压力变化，就像电容器平滑电压一样。

入口和腔室内部之间的流动阻力被认为是可忽略的。因此，腔室内部的压力等于入口处的压力。同样，热端口和腔室内部之间的热阻被认为是可忽略的。腔室内部的温度等于导热口处的温度。

质量守恒

液体可通过端口 A、B、C 和 D 流入和流出腔室。腔室的体积是固定的，但由于液体的可压缩性，其质量可能因压力和温度而异。

腔室中的质量累积速率必须完全等于通过端口 A、B、C 和 D的质量流量:

哪里

-密度;
-压力;
-特定的内部能量;
-卷;
-大众消费;
-考虑了平滑偏导数引起的数值误差的校正项。

平滑偏导数的校正项

该模块计算质量平衡方程中的偏导数，然后使用三次多项式函数在相变边界处平滑它们。这些功能被应用:

在过冷液体和两相混合物的区域中，干燥程度在 0 以前 0.1;
干度范围内的两相混合物和过热蒸汽的领域中 0 以前 0.9.

平滑引入了一个小的数值误差，该块通过向质量平衡添加校正项来补偿该误差。，定义如下:

哪里

-液体在室中的质量;
-特定体积;
-相变事件的特征持续时间。

该单元使用公式计算腔室中液体的质量

节约能源

能量可以通过两种方式进入和退出腔室：通过液体通过端口 A，B，C 和 D 的流动以及通过端口 H 的热流。室内的液体不做任何工作。因此，液体内部体积中能量积累的速率应等于流过端口 A、B、C、D 和 H的能量之和:

哪里

-能量流;
-热流;
-充满活力。

在液体动能可忽略不计的情况下，腔室中的总能量为

动量守恒

由于各个开口和腔室内部之间的粘性摩擦引起的压降被认为是可忽略的。重力和其他体积力可以忽略。因此，液体内部体积中的压力必须等于端口 A、B、C 和 D处的压力:

假设和限制

室中有固定体积的液体。
入口和腔室内部之间的流动阻力可以忽略不计。
热口与腔室内部之间的热阻可以忽略不计。
室中的液体的动能可忽略不计。

港口

非定向

# A — 摄像机入口
两相液体

Details

两相液体端口对应于腔室的入口。

程序使用名称

port_a

# H — 热端口
温暖

Details

腔室中的液体通过其与加热网交换热量的导热口。

程序使用名称

thermal_port

# B — 摄像机入口
两相液体

Details

两相液体端口对应于腔室的第二入口。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 Number of ports 意义 2, 3 或 4.

程序使用名称

port_b

# C — 摄像机入口
两相液体

Details

两相液体端口对应于腔室的第三入口。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 Number of ports 意义 3 或 4.

程序使用名称

port_c

# D — 摄像机入口
两相液体

Details

两相液口对应于腔室的第四入口。

依赖关系

要使用此端口，请设置参数 Number of ports 意义 4.

程序使用名称

port_d

参数

Parameters

# Chamber volume — 腔室内的液体体积
m^3 | um^3 | mm^3 | cm^3 | km^3 | ml | l | gal | igal | in^3 | ft^3 | yd^3 | mi^3

Details

槽内液体的体积。该体积在模拟期间是恒定的。

计量单位	`m^3` \| `um^3` \| `mm^3` \| `cm^3` \| `km^3` \| `ml` \| `l` \| `gal` \| `igal` \| `in^3` \| `ft^3` \| `yd^3` \| `mi^3`
默认值	`0.001 m^3`
程序使用名称	`V`
可计算	是

# Number of ports — 相机中的输入端口数
1 | 2 | 3 | 4

Details

相机中输入端口的数量。

相机可以有一到四个端口，指定 A，B，C，D。

当参数值改变时，相应的端口在块图标上打开或隐藏。

值	`1` \| `2` \| `3` \| `4`
默认值	`1`
程序使用名称	`port_count`
可计算	无

# Cross-sectional area at port A — 输入口 A 的面积与流路正常
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

输入口的截面积 A 与流路正常。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.01 m^2`
程序使用名称	`port_a_area`
可计算	是

# Cross-sectional area at port B — 输入口 B 的面积与流路正常
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

输入口的截面积 B 与流路正常。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Number of ports 意义 2, 3 或 4.

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.01 m^2`
程序使用名称	`port_b_area`
可计算	是

# Cross-sectional area at port C — 输入口 C 的面积与流路正常
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

输入口的截面积 C 与流路正常。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Number of ports 意义 3 或 4.

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.01 m^2`
程序使用名称	`port_c_area`
可计算	是

# Cross-sectional area at port D — 输入口 D 的面积与流路正常
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

输入口的截面积 D 与流路正常。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Number of ports 意义 4.

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.01 m^2`
程序使用名称	`port_d_area`
可计算	是

Effects and Initial Conditions

# Initial fluid energy specification — 用于确定初始条件的热力学变量
Temperature | Vapor quality | Vapor void fraction | Specific enthalpy | Specific internal energy

Details

用于确定块体初始条件的热力学变量。

参数值 Initial fluid energy specification 限制两相液体的可用初始状态。当值为 Initial fluid energy specification 设置如下:

Temperature -指定初始状态，即过冷液体或过热蒸汽。不可能指定液体和蒸汽的混合物，因为在液体和蒸汽混合物的区域中温度是恒定的。
Vapor quality -指定初始状态，这是液体和蒸汽的混合物。您不能指定过冷液体或过热蒸汽，因为质量分数为 0 和 1 因此，在整个区域。此外，该单元将压力限制在低于临界压力的值。
Vapor void fraction -指定初始状态，这是液体和蒸汽的混合物。您不能指定过冷液体或过热蒸汽，因为质量分数为 0 和 1 因此，在整个区域。此外，该单元将压力限制在低于临界压力的值。
Specific enthalpy -指定液体的比焓。块不限制初始状态。
Specific internal energy -指定液体的特定内能。块不限制初始状态。

值	`Temperature` \| `Vapor quality` \| `Vapor void fraction` \| `Specific enthalpy` \| `Specific internal energy`
默认值	`Temperature`
程序使用名称	`energy_type`
可计算	无

# Initial pressure — 模拟开始时的绝对压力
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

模拟开始时室中的压力，相对于绝对零度设置。

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`0.101325 MPa`
程序使用名称	`p_start`
可计算	是

Details

模拟开始时室中的温度，相对于绝对零度设置。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Initial fluid energy specification 意义 Temperature.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`293.15 K`
程序使用名称	`T_start`
可计算	是

# Phase change time constant — 相变事件的特征持续时间
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

达到平衡的特征时间是在腔室中发生的相变事件。增加此参数以降低相变的速度，或将其减小以增加速度。

计量单位	`s` \| `ns` \| `us` \| `ms` \| `min` \| `hr` \| `d`
默认值	`0.1 s`
程序使用名称	`tau`
可计算	是

# Initial vapor quality — 模拟开始时蒸汽的质量分数

Details

模拟开始时室中蒸汽的质量分数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Initial fluid energy specification 意义 Vapor quality.

默认值	`0.5`
程序使用名称	`x_start`
可计算	是

# Initial vapor void fraction — 模拟开始时蒸汽的体积分数

Details

模拟开始时室中蒸汽的体积分数。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Initial fluid energy specification 意义 Vapor void fraction.

默认值	`0.5`
程序使用名称	`alpha_start`
可计算	是

# Initial specific enthalpy — 模拟开始时液体的比焓
J/kg | kJ/kg | cal/kg | kcal/kg | mm^2/s^2 | cm^2/s^2 | m^2/s^2 | km^2/s^2 | km^2/hr^2 | in^2/s^2 | ft^2/s^2 | ft^2/min^2 | mi^2/s^2 | mi^2/hr^2 | Pa/(kg/m^3) | psi/(lbm/ft^3) | bar/(kg/m^3)

Details

模拟开始时室中的液体的比焓。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Initial fluid energy specification 意义 Specific enthalpy.

计量单位	`J/kg` \| `kJ/kg` \| `cal/kg` \| `kcal/kg` \| `mm^2/s^2` \| `cm^2/s^2` \| `m^2/s^2` \| `km^2/s^2` \| `km^2/hr^2` \| `in^2/s^2` \| `ft^2/s^2` \| `ft^2/min^2` \| `mi^2/s^2` \| `mi^2/hr^2` \| `Pa/(kg/m^3)` \| `psi/(lbm/ft^3)` \| `bar/(kg/m^3)`
默认值	`1500.0 kJ/kg`
程序使用名称	`h_start`
可计算	是

# Initial specific internal energy — 模拟开始时液体的比内能
J/kg | kJ/kg | cal/kg | kcal/kg | mm^2/s^2 | cm^2/s^2 | m^2/s^2 | km^2/s^2 | km^2/hr^2 | in^2/s^2 | ft^2/s^2 | ft^2/min^2 | mi^2/s^2 | mi^2/hr^2 | Pa/(kg/m^3) | psi/(lbm/ft^3) | bar/(kg/m^3)

Details

模拟开始时腔室中液体的比内能。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Initial fluid energy specification 意义 Specific internal energy.

计量单位	`J/kg` \| `kJ/kg` \| `cal/kg` \| `kcal/kg` \| `mm^2/s^2` \| `cm^2/s^2` \| `m^2/s^2` \| `km^2/s^2` \| `km^2/hr^2` \| `in^2/s^2` \| `ft^2/s^2` \| `ft^2/min^2` \| `mi^2/s^2` \| `mi^2/hr^2` \| `Pa/(kg/m^3)` \| `psi/(lbm/ft^3)` \| `bar/(kg/m^3)`
默认值	`1500.0 kJ/kg`
程序使用名称	`u_start`
可计算	是