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恒容腔(MA)

具有可变数量的潮湿空气端口的固定体积容量。

模块类型: AcausalFoundation.MoistAir.Elements.ConstantVolumeChamber

库中的路径:

/Physical Modeling/Fundamental/Moist Air/Elements/Constant Volume Chamber (MA)

资料描述

恒容腔(MA) 模拟潮湿空气网络中质量和能量的积累。 罐中有恒定体积的潮湿空气。 罐可以与连接的潮湿空气网络交换质量和能量,并与环境交换热量,允许内部压力和温度随时间变化。 压力和温度根据潮湿空气体积的可压缩性和热容量而变化。 当达到饱和时,水从潮湿空气的体积中冷凝。

质量守恒定律

块的方程使用以下符号:

  • -大众消费;

  • -能源消耗;

  • -热量消耗;

  • -压力;

  • -密度;

  • -通用气体常数;

  • -室内潮湿空气的体积;

  • -恒定体积的比热;

  • -比焓;

  • -特定的内部能量;

  • -质量分数( -特定湿度,也称为水蒸气的质量分数);

  • -摩尔分数;

  • -相对湿度;

  • -湿度系数;

  • -水滴与潮湿空气的质量比;

  • -温度;

  • -时间到了。

下标索引:

  • -干燥空气、水蒸气、杂质气体和水滴的特性;

  • -饱和时的水蒸气;

  • -适当的端口;

  • -潮湿空气内部体积的特性。

罐内潮湿空气的净消耗量为:









哪里

  • -冷凝的质量流量;

  • -水滴的蒸发速率;

  • -冷凝水能量损失的消耗;

  • -参数值 Fraction of condensate entrained as water droplets ;

  • -水分和杂质气体来源增加的能量消耗;

  • -分别通过端口*S*的水和杂质气体的质量流量。

价值 它们由连接到相机*S*端口的水分和杂质气体的来源或相应参数的值确定。

如果没有使用端口,则带有对应于端口名称的下标的等式的项等于 0.

水蒸气质量守恒方程将水蒸气的质量流量与潮湿空气内部体积湿度水平的动力学关系起来:

同样,杂质气体质量守恒方程将杂质气体的质量流量与潮湿空气内部体积中杂质气体水平的动态关系:

水滴质量守恒方程将水滴的质量流速与潮湿空气内部体积中夹带水滴的动力学关系:

混合物质量守恒方程将混合物的质量流量与潮湿空气内部体积的压力、温度和质量分数的动态关系。:

最后,能量守恒方程将能耗与潮湿空气内部体积的压力、温度和质量分数的动态关系。:

状态方程将混合物的密度与压力和温度相关联:

混合物的通用气体常数为:

腔室中的流阻和热阻未建模:



当潮湿空气的体积达到饱和时,可能会发生水分的冷凝。 饱和时的比湿度为

哪里

  • -空气饱和时的相对湿度(通常 );

  • -水蒸汽的饱和压力,在温度下估计 .

冷凝的质量流量为:

哪里 -参数值 冷凝时间常数 .

水滴的蒸发速率为:

哪里 -参数值 Water droplets evaporation time constant .

假设和限制

*房间的墙壁是绝对刚性的。

端口*ABCD*和相机内部之间没有流动阻力。 要模拟腔室入口处的流动阻力,请使用块 *可变地方限制(MA)*及 *流动阻力 (MA).

**H*端口与相机内部之间没有热阻。 使用热库块来模拟潮湿空气混合物与周围环境之间的热阻,包括腔室壁的任何热效应。

变量

使用参数组 初始目标 在建模之前为块参数变量设置优先级和初始目标值。 有关详细信息,请参阅 使用目标值配置物理块.

港口

输出

# W — 冷凝的质量流量,kg/s
标量,标量

Details

测量腔室内冷凝的质量流量的信号的输出端口。

数据类型

漂浮64

复数支持

非也。

# F — 包含压力、温度、湿度和杂质气体水平数据的矢量信号
向量资料

Details

输出矢量信号的输出端口。 该向量包含组件内部的压力、温度、湿度水平和杂质气体水平的测量结果。 要解压缩此矢量信号,请使用块 测量选择器(MA).

数据类型

漂浮64

复数支持

非也。

非定向

# H — 容器内的温度
温暖

Details

罐内的潮湿空气的温度有关的导热口。

程序使用名称

thermal_port

# B — 进入水箱
潮湿空气

Details

罐的第二入口相对应的潮湿空气口。

依赖关系

要使用此端口,请设置参数 端口数量 价值 2, 34.

程序使用名称

port_b

# D — 进入水箱
潮湿空气

Details

槽的第四入口对应的潮湿空气口。

依赖关系

要使用此端口,请设置参数 端口数量 价值 4.

程序使用名称

port_d

# A — 进入水箱
潮湿空气

Details

罐入口对应的潮湿空气口。

程序使用名称

port_a

# S — 添加或去除水分和杂质气体
潮湿空气

Details

湿空气源的端口。 用有限体积的潮湿空气将此端口连接到单元的*S*端口,以添加或去除水分和杂质气体。

依赖关系

要使用此端口,请设置参数 水分和痕量气体来源 价值 受控.

程序使用名称

source_port

# C — 进入水箱
潮湿空气

Details

罐的第三入口对应的潮湿空气口。

依赖关系

要使用此端口,请设置参数 端口数量 价值 34.

程序使用名称

port_c

参数

Initial Conditions

# Initial trace gas mass fraction — 湿空气通道中的杂质气体的量

Details

模拟开始时潮湿空气中杂质气体的量按质量分数计算。 质量分数相对于水蒸气、杂质气体和干燥空气的总质量确定。

块忽略此参数,如果为参数 示踪气体模型 在街区 *潮湿空气特性 (MA)*值已设置 .

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial trace gas specification 价值 Mass fraction.

默认值

0.001

程序使用名称

x_g_start

可计算

# Initial humidity ratio priority — 湿度系数参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial humidity ratio 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果这个初始条件与另一个块的初始条件冲突。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Humidity ratio.

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

HR_priority

可计算

# Initial wet-bulb temperature priority — 根据湿式温度计的温度参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial wet-bulb temperature 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果这个初始条件与另一个块的初始条件冲突。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Wet-bulb temperature.

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

T_wb_priority

可计算

# Initial trace gas mass fraction priority — 杂质气体质量分数参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial trace gas mass fraction 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果这个初始条件与另一个块的初始条件冲突。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial trace gas specification 价值 Mass fraction.

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

x_g_priority

可计算

# Initial water vapor mole fraction — 模拟开始时水蒸气的摩尔分数

Details

模拟开始时潮湿空气通道中水蒸气的摩尔分数。 水蒸气的摩尔分数相对于水蒸气、杂质和干燥空气的总摩尔量来确定。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Mole fraction.

默认值

0.01

程序使用名称

y_w_start

可计算

# Initial temperature priority — 温度参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial temperature 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果此初始条件与另一个块的初始条件冲突。

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

T_priority

可计算

# Initial humidity ratio — 模拟开始时的湿度系数

Details

模拟开始时潮湿空气通道内的湿度系数。 湿度系数是水蒸气的质量与干燥空气和杂质气体的质量之比。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Humidity ratio.

默认值

0.01

程序使用名称

HR_start

可计算

# Initial trace gas mole fraction — 模拟开始时杂质气体的摩尔分数

Details

在模拟开始时以摩尔分数计算潮湿空气通道中的杂质气体的量。 摩尔分数相对于水蒸气、杂质气体和干燥空气的总摩尔量来确定。

块忽略此参数,如果为参数 示踪气体模型 在街区 *潮湿空气特性 (MA)*值已设置 .

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial trace gas specification 价值 Mole fraction.

默认值

0.001

程序使用名称

y_g_start

可计算

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

Details

模拟开始时潮湿空气的压力。

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

# Initial relative humidity — 模拟开始时的相对湿度

Details

模拟开始时潮湿空气的相对湿度。 相对湿度是水蒸汽分压与水蒸汽饱和压力之比,或水蒸汽摩尔分数与饱和时水蒸汽摩尔分数之比。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Relative humidity.

默认值

0.5

程序使用名称

RH_start

可计算

# Initial specific humidity priority — 特定湿度参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial specific humidity 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果这个初始条件与另一个块的初始条件冲突。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Specific humidity.

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

x_w_priority

可计算

# Initial humidity specification — 设定湿度的方法
Relative humidity | Specific humidity | Mole fraction | Humidity ratio | Wet-bulb temperature

Details

定潮湿空气初始湿度的方法。

Relative humidity | Specific humidity | Mole fraction | Humidity ratio | Wet-bulb temperature

默认值

Relative humidity

程序使用名称

moisture_type

可计算

# Initial mass ratio of water droplets to moist air — 水滴与潮湿空气的比例

Details

水滴与潮湿空气的初始质量比。

默认值

0

程序使用名称

r_d_start

可计算

# Initial water vapor mole fraction priority — 水蒸气初始摩尔分数参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial water vapor mole fraction 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果此初始条件与另一个块的初始条件冲突。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Mole fraction.

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

y_w_priority

可计算

# Initial temperature — 模拟开始时的温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

湿空气的初始温度。

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

# Initial specific humidity — 模拟开始时的特定湿度

Details

模拟开始时的潮湿空气的比湿度。 比湿度是水蒸气相对于水蒸气、杂质和干燥空气总质量的质量分数。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Specific humidity.

默认值

0.01

程序使用名称

x_w_start

可计算

# Initial trace gas specification — 杂质气体测量类型
Mass fraction | Mole fraction

Details

的杂质气体测量的类型。

Mass fraction | Mole fraction

默认值

Mass fraction

程序使用名称

trace_gas_type

可计算

# Initial wet-bulb temperature — 在模拟开始时根据湿温度计的温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

温度根据湿温度计在模拟开始时. 单位使用此值来计算湿度。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Wet-bulb temperature.

计量单位

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

默认值

287 K

程序使用名称

T_wb_start

可计算

# Initial pressure priority — 压力参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial pressure 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果这个初始条件与另一个块的初始条件冲突。

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

p_priority

可计算

# Initial relative humidity priority — 初始相对湿度参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial relative humidity 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果这个初始条件与另一个块的初始条件冲突。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial humidity specification 价值 Relative humidity.

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

RH_priority

可计算

# Initial mass ratio of water droplets to moist air priority — 水滴质量与潮湿空气之比的参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial mass ratio of water droplets to moist air 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果这个初始条件与另一个块的初始条件冲突。

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

r_d_priority

可计算

# Initial trace gas mole fraction priority — 杂质气体摩尔分数参数的优先级
None | Low | High

Details

求解器分配给参数的优先级 Initial trace gas mole fraction 在块初始化期间。

将此参数设置为 High 来确定初始条件。 您可能需要将此参数设置为 LowNone 如果此初始条件与另一个块的初始条件冲突。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 Initial trace gas specification 价值 Mole fraction.

None | Low | High

默认值

High

程序使用名称

y_g_priority

可计算

湿气与痕量气体

# Temperature of added moisture — 湿度温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

的水分的温度。 该温度在仿真期间保持恒定。 该单位仅使用该值来估计添加水分的比焓。 去除的水分的比焓是基于室的温度确定的。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 水分和痕量气体来源 价值 恒定,而对于参数 添加湿气温度规格 -价值 指定温度.

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_moisture_const

可计算

# 添加示踪气体温度设定 — 杂质气体的温度的设定方法
大气温度 | 指定温度

Details

杂质气体温度设定方法的选择:

  • 大气温度 -使用大气温度。

  • 指定温度 -使用参数设置值 添加的示踪气体温度 .

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 水分和痕量气体来源 价值 恒定.

Atmospheric temperature | Specified temperature

默认值

Atmospheric temperature

程序使用名称

trace_gas_temperature_type

可计算

# 添加湿气温度规格 — 设定湿度温度的方法
大气温度 | 指定温度

Details

选择设定湿度温度的方法:

  • 大气温度 -使用大气温度。

  • 指定温度 -使用参数设置值 添加湿气的温度 .

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 水分和痕量气体来源 价值 恒定.

Atmospheric temperature | Specified temperature

默认值

Atmospheric temperature

程序使用名称

moisture_temperature_type

可计算

# Temperature of added trace gas — 杂质气体温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

杂质气体的温度。 该温度在仿真期间保持恒定。 该单元仅使用该值来估计所添加的杂质气体的比焓。 去除的杂质气体的比焓基于室的温度来确定。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 水分和痕量气体来源 价值 恒定,而对于参数 添加示踪气体温度设定 -价值 指定温度.

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_g_const

可计算

# 冷凝时间常数 — 冷凝时间常数
s | ns | 微秒 | ms | 最小值 | hr | d

Details

潮湿空气的过饱和体积由于过量水分的冷凝而恢复到饱和水平的时间。

计量单位

s | ns | us | ms | min | hr | d

默认值

0.001 s

程序使用名称

condensation_time_constant

可计算

# Water droplets evaporation time constant — 蒸发时间常数
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

水滴蒸发,变成蒸汽所需的特征时间。

计量单位

s | ns | us | ms | min | hr | d

默认值

0.001 s

程序使用名称

evaporation_time_constant

可计算

# Rate of trace gas added — 通过源的恒定质量流量
kg/s | kg/hr | kg/min | g/hr | g/min | g/s | t/hr | lbm/hr | lbm/min | lbm/s

Details

源通过的杂质气体的质量流量。

正值将杂质气体添加到所连接的潮湿空气网络中。 负值从该网络中除去杂质气体。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 水分和痕量气体来源 价值 恒定.

计量单位

kg/s | kg/hr | kg/min | g/hr | g/min | g/s | t/hr | lbm/hr | lbm/min | lbm/s

默认值

0 kg/s

程序使用名称

mdot_g_const

可计算

# 添加或移除的湿气 — 以蒸汽或水的形式添加或除去水分
Water vapor | Water droplets

Details

选择源添加或去除水分的形式。:以蒸汽或水的形式:

  • Water vapor -添加或除去水分的焓对应于水蒸气的焓,其大于水的焓。

  • Water droplets -添加或除去水分的焓对应于水的焓,其小于水蒸气的焓。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 水分和痕量气体来源 价值 恒定.

Water vapor | Water droplets

默认值

Water vapor

程序使用名称

moisture_source_phase

可计算

# 水分和痕量气体来源 — 水分和杂质气体的来源
| 恒定 | 受控

Details

此参数控制*S*端口的使用,并提供以下功能来模拟设备内部的湿度和杂质气体水平:

  • -没有水分或杂质气体被引入或从单元中提取。 *S*端口被隐藏。 默认情况下使用此值。

  • 恒定 -水分和杂质气体以恒定的流速供应到单元或从中提取。 与块中相同的参数 水分源 (MA)*及 *微量气体源(MA),成为可用的块设置。 *S*端口被隐藏。

  • 受控 -水分和杂质气体以随时间变化的流速引入到单元中或从单元中除去。 端口*S*可用。 块连接到此端口 水分源 (MA)*及 *微量气体源(MA).

None | Constant | Controlled

默认值

None

程序使用名称

moisture_trace_gas_source

可计算

# Water vapor evaporated from liquid or condensed to liquid — 添加或去除水蒸气

Details

选择机组添加或去除水蒸汽的方法:

*如果不加以控制,加入或除去的水分的焓对应于水蒸气的焓,其大于水的焓。

*如果选择该选项,则添加或除去水分的焓对应于水的焓,其小于水蒸气的焓。

当加入水蒸气时,它从液体中蒸发,潜热由液体的束缚体积释放。 当水蒸气被除去时,它冷凝成液体,潜热被释放到相关体积的液体中。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 水分和痕量气体来源 价值 恒定,而对于参数 添加或移除的湿气 价值 Water vapor.

默认值

false (关掉)

程序使用名称

vapor_from_liquid

可计算

# Relative humidity at saturation — 相对湿度,在其以上发生湿气凝结

Details

以上发生冷凝的相对湿度。

默认值

1

程序使用名称

RH_ws

可计算

# Fraction of condensate entrained as water droplets — 水滴中冷凝水的比例

Details

以水滴形式夹带的潮湿空气中的冷凝水的比例。

默认值

1

程序使用名称

condensate_droplets_fraction

可计算

# Rate of moisture added — 通过源的恒定质量流量
kg/s | kg/hr | kg/min | g/hr | g/min | g/s | t/hr | lbm/hr | lbm/min | lbm/s

Details

源的湿气的质量流。

正值将水分添加到室中。 负值从腔室中除去水分。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 水分和痕量气体来源 价值 恒定.

计量单位

kg/s | kg/hr | kg/min | g/hr | g/min | g/s | t/hr | lbm/hr | lbm/min | lbm/s

默认值

0 kg/s

程序使用名称

mdot_moisture_const

可计算

Main

# Chamber volume — 罐内潮湿空气的体积
m^3 | um^3 | mm^3 | cm^3 | km^3 | ml | l | gal | igal | in^3 | ft^3 | yd^3 | mi^3

Details

罐中的潮湿空气的体积。 容器是刚性的,因此其体积在模拟期间保持恒定。 假设腔室总是完全充满潮湿的空气。

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

# Cross-sectional area at port B — 槽入口处的流路正常的区域
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

口*B*处的容器入口在与潮湿气流路径法线方向上的横截面积。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 端口数量 价值 2, 34.

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

# Cross-sectional area at port C — 槽入口处的流路正常的区域
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

口*C*处的容器入口在与潮湿气流路径法线方向上的横截面积。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 端口数量 价值 34.

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

# Cross-sectional area at port A — 槽入口处的流路正常的区域
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

口*a*处到容器的入口在与潮湿气流的路径法线方向上的横截面积。

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

# Cross-sectional area at port D — 槽入口处的流路正常的区域
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

口*D*处的容器入口在与潮湿气流路径法线方向上的横截面积。

依赖关系

若要使用此参数,请为参数设置 端口数量 价值 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

# Number of ports — 容量输入端口数
1 | 2 | 3 | 4

Details

到摄像机的输入端口的数量。 相机可以从一个到四个端口标记从*A*到*D*。 当您更改参数值时,相应的端口将显示或隐藏在块显示中。

1 | 2 | 3 | 4

默认值

1

程序使用名称

port_count

可计算