Constant Volume Chamber (G)
Емкость с одним входом и фиксированным объемом газа.
.svg)
Описание
Блок Constant Volume Chamber (G) моделирует накопление массы и энергии в пневматической сети. В камере находится постоянный объем газа. Корпус может обмениваться массой и энергией с подключенной пневматической сетью и обмениваться теплом с окружающей средой, позволяя внутреннему давлению и температуре изменяться с течением времени. Давление и температура изменяются в зависимости от сжимаемости и теплоемкости объема газа.
Массовый баланс
Закон сохранения массы связывает массовый расход с динамикой изменения давления и температуры внутреннего узла, представляющего объем газа:
,
где:
-
— частная производная массы газа по давлению при постоянных температуре и объеме.
-
— частная производная массы газа по температуре при постоянных давлении и объеме.
-
— давление газа. Давление на порту A считается равным этому давлению, .
-
— температура газа. Предполагается, что температура на порту H равна этой температуре, .
-
— время.
-
— массовый расход на порту А. Скорость потока, связанная с портом, положительна, когда газ втекает в блок.
-
— массовый расход на порту B. Скорость потока, связанная с портом, положительна, когда газ втекает в блок.
-
— массовый расход на порту C. Скорость потока, связанная с портом, положительна, когда газ втекает в блок.
-
— массовый расход на порту D. Скорость потока, связанная с портом, положительна, когда газ втекает в блок.
Энергетический баланс
Закон сохранения энергии связывает расходы энергии и тепла с динамикой изменения давления и температуры внутреннего узла, представляющего объем газа:
,
где:
-
— частная производная внутренней энергии газа по давлению при постоянных температуре и объеме.
-
— частная производная внутренней энергии газа по температуре при постоянных давлении и объеме.
-
— поток энергии через порт A.
-
— поток энергии через порт B.
-
— поток энергии через порт C.
-
— поток энергии через порт D.
-
— тепловой потока через порт H.
Частные производные для моделей идеального и полуидеального газа
Частные производные массы M и внутренней энергии U объема газа по давлению и температуре при постоянном объеме зависят от модели свойств газа. Для моделей идеального и полуидеального газа уравнения таковы:
где:
— плотность газа.
— объем газа.
— удельная энтальпия газа.
— коэффициент сжимаемости.
— универсальная газовая постоянная.
— удельная теплоемкость при постоянном давлении объема газа.
Частные производные для модели реального газа
Для модели реального газа частные производные массы M и внутренней энергии U объема газа по отношению к давлению и температуре при постоянном объеме равны:
где:
— изотермический объемный модуль сжатия газа.
— изобарический коэффициент теплового расширения газа.
Порты
Ненаправленные
A — вход в камеру
газ
Пневматический порт, соответствует входу в камеру.
B — вход в камеру
газ
Пневматический порт, соответствует второму входу в камеру.
Зависимости
Этот порт используется, если для параметра Number of ports установлено значение 2, 3 или 4.
C — вход в камеру
газ
Пневматический порт, соответствует третьему входу в камеру.
Зависимости
Этот порт используется, если для параметра Number of ports установлено значение 3 или 4.
D — вход в камеру
газ
Пневматический порт, соответствует четвертому входу в камеру.
Зависимости
Этот порт используется, если для параметра Number of ports установлено значение 4.
H — температура внутри камеры
тепло
Тепловой порт, связанный с температурой газа внутри камеры.
Параметры
Chamber volume — объем газа в камере
0.1 м³ (по умолчанию)
Объем газа в камере. Камера жесткая, поэтому ее объем остается постоянным во время моделирования. Предполагается, что камера всегда полностью заполнена газом.
Number of ports — количество впускных портов в камере
1 (по умолчанию)| 2 | 3 | 4
Количество впускных портов в камере. Камера может иметь от одного до четырех портов, промаркированных от A до D. Когда вы изменяете значение параметра, соответствующие порты отображаются или скрываются на значке блока.
Cross-sectional area at port A — площадь по нормали к пути потока на входе в камеру
0.01 м² (по умолчанию)
Площадь поперечного сечения входа в камеру на порту А в направлении, нормальном к пути потока газа.
Cross-sectional area at port B — площадь по нормали к пути потока на входе в камеру
0.01 м² (по умолчанию)
Площадь поперечного сечения входа в камеру на порту B в направлении, нормальном к пути потока газа.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Number of ports установлено значение 2, 3 или 4.
Cross-sectional area at port C — площадь по нормали к пути потока на входе в камеру
0.01 м² (по умолчанию)
Площадь поперечного сечения входа в камеру на порту C в направлении, нормальном к пути потока газа.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Number of ports установлено значение 3 или 4.
Cross-sectional area at port D — площадь по нормали к пути потока на входе в камеру
0.01 м² (по умолчанию)
Площадь поперечного сечения входа в камеру на порту D в направлении, нормальном к пути потока газа.
Зависимости
Этот параметр используется, если для параметра Number of ports установлено значение 4.
Initial value of pressure of gas volume — начальное значение давления газа
0.101325 МПа (по умолчанию)
Начальное значение давления газа.
Initial value of temperature of gas volume — начальное значение температуры газа
293.15 К (по умолчанию)
Начальное значение температуры газа.
Initial value of density of gas volume — начальное значение плотности газа
1.2 кг/м³ (по умолчанию)
Начальное значение плотности газа.