水箱 (G-TL)

装有可变容积气体和导热液体的加压罐。

类型: EngeeFluids.ThermalLiquid.Volumes.GasPressurizedTank

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Thermal Liquid/Tanks & Accumulators/Tank (G-TL)

说明

水箱 (G-TL) 装置可模拟在气体和导热液体体积分离的腔体内的质量和能量存储。液体和气体的总体积是固定的，但气体和导热液体的单个体积可以改变。两个气体端口提供气体流量，导热液体端口数量可变，从一个到六个不等，提供导热液体流量。导热液体口的高度可以不同。

tank g tl cn

罐体已加压，但压力并不固定。在模拟过程中，压力会根据气体压力发生变化。气体压力增大时，压力增大；气体压力减小时，压力减小。导热液体的体积假定与气体体积平衡，其压力与气体压力相同。

气体和导热流体体积可以与其他流体和气体成分以及环境进行能量交换，但不能相互交换。气体体积和导热液体体积的行为就好像它们之间被一层绝缘膜隔离开来。与其他组件的能量交换通过气体或导热流体端口进行，而与环境的能量交换则严格以热量的形式通过热端口进行。

使用该模块可以模拟排水槽等组件，在排水槽中，压缩气体系统中的冷凝水在重力作用下被截留在底部，并通过排水口排出。但要注意的是，该单元不考虑相态变化的影响，这意味着该单元无法计算冷凝效应。

导热流体端口

您可以使用参数 入口数量 指定导热液体端口数：

参数值 入口数量 导热油端口

参数值入口数量	导热油端口
`1`	A2 端口
`2`	A2 和 B2 端口
`3`	A2、B2 和 C2 端口
`4`	A2、B2、C2 和 D2 端口
`5`	A2、B2、C2、D2 和 E2 端口
`6`	A2、B2、C2、D2、E2 和 F2 端口。

1

A2 端口

2

A2 和 B2 端口

3

A2、B2 和 C2 端口

4

A2、B2、C2 和 D2 端口

5

A2、B2、C2、D2 和 E2 端口

6

A2、B2、C2、D2、E2 和 F2 端口。

导热液体和气体的体积

储气罐的总容积是气体和导热液体容积的总和：

其中是容积，指数、和分别表示储罐的总容积、导热液体的容积和气体的容积。

由于总体积是固定的，因此气体体积随时间的变化率一定是导热液体体积变化率的倒数：

在图块中，导热液体的体积变化率是通过微分表达式计算出来的：

其中

- 质量
- 密度

通过微分可得出一定体积导热流体的质量流量：

导热流体密度随时间的变化率为：

其中

- 热弹性模量；
- 等压热膨胀系数；
- 流体压力
- 液体温度。

对这些项进行重排，可分别得出导热液体和气体体积的变化率：

质量守恒

导热液体或气体体积内的质量守恒率等于该体积内的净质量流量。

在一定体积的导热流体中：

其中

- 是导热液体体积内的质量累积率；
- 通过导热流体 A2、B2、C2、D2、E2 或 F2 端口进入该容积的各个质量流量。

质量累积率包含压力、温度和体积变化的贡献、

其中，导热液体体积内的压力顾名思义等于气体体积内的压力，因此等式用压力表示。

气体体积内

其中

- 是气体体积中的质量累积率；
- 是气体 A1 和 B1 通过接口进入该容积的单个质量流量。

与导热液体的体积一样，质量累积率包含压力、温度和体积变化的贡献：

其中是温度，压力和温度的导数取决于*气体特性 (G)* 块中指定的气体类型。确定导数的方程见*平移机械转换器 (G)* 。

我们用之前得到的该变量的表达式替换，并将两个表达式合并为：

对这些项进行重新排列，就得到了气体体积质量守恒的最终表达式：

其中由导热液体体积内的质量流量总和代替。

能量守恒

导热液体和气体体积中的能量储存率是通过液体输入的能量通量、通过相应热口的热通量以及体积变化引起的能量通量之和。对于气体体积

其中

- 总能量；
- 气体焓
- 通过 H1 端口进入储气罐的热能通量；
- 通过入口的能量通量。

压力和温度导数取决于块气体特性 (G) 中指定的气体类型。确定导数的方程见平移机械转换器 (G) 。

导热流体的体积：

其中

- 是导热液体的焓；
- 是通过 H2 端口进入水箱的热通量；
压力导数：
温度导数

其中是罐内导热液体的等压比热容。

动量守恒

在该程序块中，气体和等温流体的流体动力阻力均未考虑，无论其性质如何，是摩擦阻力还是其他性质。此外，该模型不考虑气体的静水压力。气体入口压力与气体内部压力相等：

导热流体对端口的压力取决于端口相对于导热流体水平面的深度。一定体积导热流体的内部压力等于一定体积气体的压力， = 。在区块中，导热液体端口处的动态压力在公式中进行了计算：

其中

- 是导热液面相对于罐底的高度；
- 是导热液体入口位置相对于罐底的高度；
- 自由落体加速度。

根据项，可确定端口上方导热液柱的高度。导热液体每个端口的动压取决于该端口的流动方向：

其中为流速。

假设和限制

由于油箱体积突然膨胀，流体的动量会在油箱入口处损失。

端口

非定向

# H1 — 散热口
加热

Details

一定体积气体在罐壁的传热。

程序使用名称

gas_thermal_port

# H2 — 热端口
加热

Details

一定体积导热液体在罐壁的传热。

程序使用名称

liquid_thermal_port

# A1 — 气口
气体

Details

非定向气口，与气体进出储气罐的开口有关。

程序使用名称

gas_port_a1

# B1 — 气口
气体

Details

非定向气口，与气体进出储气罐的开口有关。

程序使用名称

gas_port_b1

# A2 — 导热流体口
导热流体

Details

非定向导热流体口，与导热流体进出罐体的孔口有关。

程序使用名称

thermal_liquid_port_a

# B2 — 导热流体口
导热流体

Details

非定向导热流体端口，与导热流体进出罐体的附加端口相关联。

依赖关系

要使用该端口，请将 入口数量 设置为以下值 2, 3, 4, 5`或 `6.

程序使用名称

thermal_liquid_port_b

# C2 — 导热液体端口
导热流体

Details

非定向导热流体端口，与导热流体进出罐体的附加端口相关联。

依赖关系

要使用该端口，请将 入口数量 设置为以下值 3, 4, 5`或 `6.

程序使用名称

thermal_liquid_port_c

# D2 — 导热流体口
导热流体

Details

非定向导热流体端口，与导热流体进出罐体的附加端口相关联。

依赖关系

要使用该端口，请将 入口数量 设置为以下值 4, 5`或 `6.

程序使用名称

thermal_liquid_port_d

# E2 — 导热流体端口
导热流体

Details

非定向导热流体端口，与导热流体进出罐体的附加端口相关联。

依赖关系

要使用该端口，请将 入口数量 设置为 5`或 `6.

程序使用名称

thermal_liquid_port_e

# F2 — 导热流体口
导热流体

Details

非定向导热流体端口，与导热流体进出罐体的附加端口相关联。

依赖关系

要使用该端口，请将 入口数量 参数设置为 6.

程序使用名称

thermal_liquid_port_f

输出

# V — 导热液体的体积
尺度

Details

罐中导热液体的体积（m³）。

数据类型	`Float64`.
复数支持	无

# L — 导热液体的液位
尺度

Details

导热液体相对于罐底的高度（米）。

数据类型	`Float64`.
复数支持	无

参数

# 入口数量 — 导热液体入口数量
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6

Details

设备的导热液体入口数量。

值	`1` \| `2` \| `3` \| `4` \| `5` \| `6`
默认值	`1`
程序使用名称	`port_count`
可计算	无

# 水箱总容积 — 气体和导热液体的总体积
l | gal | igal | m^3 | cm^3 | ft^3 | in^3 | km^3 | mi^3 | mm^3 | um^3 | yd^3 | N*m/Pa | N*m/bar | lbf*ft/psi | ft*lbf/psi

Details

罐内气体和导热液体的总体积。

计量单位	`l` \| `gal` \| `igal` \| `m^3` \| `cm^3` \| `ft^3` \| `in^3` \| `km^3` \| `mi^3` \| `mm^3` \| `um^3` \| `yd^3` \| `Nm/Pa` \| `Nm/bar` \| `lbfft/psi` \| `ftlbf/psi`
默认值	`10.0 m^3`
程序使用名称	`V_total`
可计算	是

# 水箱容积参数化 — 水箱容积参数化
恒定截面积 | 表格数据 - 体积与水平

Details

选择油箱容积参数化：

恒定截面积- 恒定油箱横截面积。油箱横截面积设定为常数。
表格数据 - 体积与水平- 体积与等温液体液面关系的表格数据。设定等温液体的体积和液面矢量。

值	`Constant cross-section area` \| `Tabulated data - volume vs. level`
默认值	`Constant cross-section area`
程序使用名称	`volume_parameterization`
可计算	无

# 水箱横截面积 — 水箱横截面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

罐体在水平面上的横截面积。假定该值在允许的液位范围内保持不变。该参数用于计算罐内导热液体的体积。

依赖关系

要使用该参数，请将 水箱容积参数化 设置为 恒定截面积.

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`1.0 m^2`
程序使用名称	`tank_cross_section_area`
可计算	是

# 液位矢量 — 罐内导热液体液面的矢量值
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

导热液体液面矢量，用于以表格形式对可变油箱面积进行参数化。该矢量的值必须与参数 blockLibraryPPP_blockTypesPP_EngeeFluidsBB_PP_ThermalLiquidBB_PP_PP_VolumesBB_PP_PP_GasPressurisedTankPP_BasePP_paramsPP_PP_PP_ParametersPP_V_liquid_vectorPP_label 的值相对应。元素必须是正数，并按升序排列。第一个元素必须等于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 水箱容积参数化 设置为 表格数据 - 体积与水平.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`[0.0, 3.0, 5.0] m`
程序使用名称	`level_vector`
可计算	是

# 液体体积矢量 — 储罐中给定导热液体量级的液体体积矢量值
l | gal | igal | m^3 | cm^3 | ft^3 | in^3 | km^3 | mi^3 | mm^3 | um^3 | yd^3 | N*m/Pa | N*m/bar | lbf*ft/psi | ft*lbf/psi

Details

罐体内导热液体体积的数值矢量，用于表列可变罐体面积参数。该矢量中的值必须与参数 液位矢量 中的值相对应。元素必须为正数，并按升序排列。第一个元素必须等于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 水箱容积参数化 设置为 表格数据 - 体积与水平.

计量单位	`l` \| `gal` \| `igal` \| `m^3` \| `cm^3` \| `ft^3` \| `in^3` \| `km^3` \| `mi^3` \| `mm^3` \| `um^3` \| `yd^3` \| `Nm/Pa` \| `Nm/bar` \| `lbfft/psi` \| `ftlbf/psi`
默认值	`[0.0, 4.0, 6.0] m^3`
程序使用名称	`V_liquid_vector`
可计算	是

# 入口 A1 和 B1 的横截面积矢量 — 进气口 A1 和 B1 的截面积矢量
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

指定气体入口流通面积的双元素矢量。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`[0.01, 0.01] m^2`
程序使用名称	`gas_ports_a1b1_areas_vector`
可计算	是

# A2 端口的入口高度 — 进气口高度 A2 用于导热液体
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

导热流体的入口高度 A2。

依赖关系

要使用此参数，请将 入口数量 设置为。 1.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.1 m`
程序使用名称	`liquid_port_a_height`
可计算	是

# A2 端口的横截面积 — 导热液体入口的横截面积 A2
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

导热流体的入口横截面积 A2。

依赖关系

要使用此参数，请将 入口数量 设置为。 1.

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

# 入口 A2 和 B2 的高度矢量 — 导热流体入口 A2 和 B2 的高度矢量
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

进气口 A2 和 B2 的高度矢量。矢量的每个元素对应一个输入端口，从端口 A2 开始。每个输入端口的默认高度为 0.1m。该向量的每个元素必须大于或等于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 2.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`[0.1, 0.1] m`
程序使用名称	`liquid_ports_ab_height_vector`
可计算	是

# 入口 A2 和 B2 的横截面积矢量 — 导热流体入口 A2 和 B2 的截面积矢量
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

导热流体入口*A2*和*B2*的截面积矢量。矢量的每个元素都对应一个入口端口，从端口 A2 开始。每个入口端口的默认高度为 0.01 m^2。该向量的每个元素必须大于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 2.

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

# 入口 A2、B2 和 C2 的高度矢量 — 导热流体入口 A2、B2 和 C2 的高度矢量
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

输入端口 A2、B2 和 C2 的高度向量。矢量的每个元素对应一个输入端口，从端口 A2 开始。每个输入端口的默认高度为 0.1 米。该向量的每个元素必须大于或等于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 3.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`[0.1, 0.1, 0.1] m`
程序使用名称	`liquid_ports_abc_height_vector`
可计算	是

# 入口 A2、B2 和 C2 的横截面积矢量 — 导热流体入口 A2、B2 和 C2 的截面积矢量
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

导热流体入口*A2*、B2*和*C2*的横截面积矢量。矢量的每个元素对应一个入口端口，从端口 *A2 开始。每个输入端口的默认高度为 0.01 m^2。该向量的每个元素必须大于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 3.

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

# 入口 A2、B2、C2 和 D2 的高度矢量 — 导热流体入口 A2、B2、C2 和 D2 的高度矢量
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

输入端口 A2、B2、C2 和 D2 的高度矢量。矢量的每个元素对应一个输入端口，从端口 A2 开始。每个输入端口的默认高度为 0.1 米。该向量的每个元素必须大于或等于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 4.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`[0.1, 0.1, 0.1, 0.1] m`
程序使用名称	`liquid_ports_abcd_height_vector`
可计算	是

# 入口 A2、B2、C2 和 D2 的横截面积矢量 — 导热流体入口 A2、B2、C2 和 D2 的截面积矢量
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

导热流体输入口 A2、B2、C2 和 D2 的横截面积矢量。矢量的每个元素都对应一个输入端口，从端口 A2 开始。每个输入端口的默认高度为 0.01 m^2。该矢量的每个元素必须大于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 4.

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

# 入口 A2、B2、C2、D2 和 E2 的高度矢量 — 导热流体入口端口 A2、B2、C2、D2 和 E2 的高度矢量
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

输入口高度矢量 A2、B2、C2、D2 和 E2。矢量的每个元素对应一个输入端口，从端口 A2 开始。每个输入端口的默认高度为 0.1 米。该向量的每个元素必须大于或等于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 5.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`[0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1] m`
程序使用名称	`liquid_ports_abcde_height_vector`
可计算	是

# 入口 A2、B2、C2、D2 和 E2 的横截面积矢量 — 导热流体入口 A2、B2、C2、D2 和 E2 的截面积矢量
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

导热流体入口截面积矢量 A2、B2、C2、D2 和 E2。矢量的每个元素对应一个入口端口，从端口 A2 开始。每个输入端口的默认高度为 0.01 m^2。该向量的每个元素必须大于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 5.

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

# 入口 A2、B2、C2、D2、E2 和 F2 的高度矢量 — 导热流体入口端口 A2、B2、C2、D2、E2 和 F2 的高度矢量
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

输入口高度矢量 A2、B2、C2、D2、E2 和 F2。矢量的每个元素对应一个输入端口，从端口 A2 开始。每个输入端口的默认高度为 0.1 米。该向量的每个元素必须大于或等于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 6.

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`[0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1] m`
程序使用名称	`liquid_ports_abcdef_height_vector`
可计算	是

# 入口 A2、B2、C2、D2、E2 和 F2 的横截面积矢量 — 导热流体入口端口 A2、B2、C2、D2、E2 和 F2 的横截面积矢量
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

导热流体入口*A2*、B2、C2、D2、E2*和*F2*的截面积矢量。矢量的每个元素都对应一个输入端口，从 *A2 端口开始。每个输入端口的默认高度为 0.01 m^2。该向量的每个元素必须大于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 入口数量 设置为 6.

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

# 超过最大容量的液体体积 — 罐体容积超标通知
无 | 误差

Details

在模拟过程中，如果油箱中的液体体积超过参数 水箱最大液体容量 的值，是否发出通知。将该参数设置为 `无`则在储罐容积超限时不会收到通知。设置值为 `误差`以停止模拟。

值	`None` \| `Error`
默认值	`None`
程序使用名称	`capacity_assert_action`
可计算	无

# 水箱最大液体容量 — 水箱注水极限
l | gal | igal | m^3 | cm^3 | ft^3 | in^3 | km^3 | mi^3 | mm^3 | um^3 | yd^3 | N*m/Pa | N*m/bar | lbf*ft/psi | ft*lbf/psi

Details

油箱加注上限。

依赖关系

要使用该参数，请将 超过最大容量的液体体积 设置为 误差.

计量单位	`l` \| `gal` \| `igal` \| `m^3` \| `cm^3` \| `ft^3` \| `in^3` \| `km^3` \| `mi^3` \| `mm^3` \| `um^3` \| `yd^3` \| `Nm/Pa` \| `Nm/bar` \| `lbfft/psi` \| `ftlbf/psi`
默认值	`10.0 m^3`
程序使用名称	`V_liquid_capacity`
可计算	是

# 重力加速度 — 自由落体加速度
gee | m/s^2 | cm/s^2 | ft/s^2 | in/s^2 | km/s^2 | mi/s^2 | mm/s^2

Details

自由落体加速度

计量单位	`gee` \| `m/s^2` \| `cm/s^2` \| `ft/s^2` \| `in/s^2` \| `km/s^2` \| `mi/s^2` \| `mm/s^2`
默认值	`9.81 m/s^2`
程序使用名称	`g`
可计算	是