Isothermal Liquid Predefined Properties (IL)

Задает свойства рабочей жидкости для сети изотермической жидкости.

Тип: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Utilities.PredefinedProperties

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Utilities/Isothermal Liquid Predefined Properties (IL)

Описание

Блок Isothermal Liquid Predefined Properties (IL) задает свойства рабочей жидкости для сети изотермической жидкости в соответствии со свойствами предопределенной жидкости.

Можно моделировать растворенный в системе воздух как функцию давления. Чтобы задать собственные свойства рабочей жидкости, используйте блок Isothermal Liquid Properties (IL). Если вы не укажете жидкость, то в системе будут использованы значения по умолчанию.

Диапазон свойств жидкости

Можно настроить блок для моделирования свойств нескольких различных предопределенных жидкостей, используя параметр Isothermal liquid.

Вода

Блок предоставляет свойства воды в диапазоне между тройной точкой, когда температура и давление жидкости достигают 273.160 К и 611.657 Па, и критической точкой, когда температура жидкости достигает 647.096 К. Значение устанавливается давлением в тройной точке или давлением насыщения в зависимости от того, какое из них больше.

Смеси этилена, пропилена и глицерина с водой

Блок предоставляет свойства для этиленгликоля, пропиленгликоля и глицерина при температурах выше точки замерзания раствора.

При задании смеси вы можете определить концентрацию этиленгликоля, пропиленгликоля или глицерина в воде по массовой или объемной доле, используя параметр Concentration type.

Блок предоставляет свойства для:

этиленгликоля с массовой долей от 0 до 0.6 и объемной долей от 0 до 1;
пропиленгликоля с массовой долей от 0 до 0.6 и объемной долей от 0.1 до 0.6;
глицерина с массовой долей от 0 до 0.6. Вы не можете моделировать объемную долю глицерина.

Блок хранит свойства как функцию температуры и концентрации. Блок сохраняет все свойства, за исключением плотности и коэффициента теплового расширения , в качестве констант для диапазона давлений.

Морская вода

Блок предоставляет свойства для морской воды для температур от 273.15 К до 393.15 К и давлений выше давления насыщения в системе. Концентрация соли может варьироваться от 0 до 0.12 по массе.

Блок хранит свойства в табличном виде в зависимости от давления и температуры.

Данные для блока получены из программного обеспечения на веб-сайте https://web.mit.edu/seawater/.

Авиационное топливо Jet-A

Блок предоставляет свойства для общей, репрезентативной топливной смеси на основе заменителей Jet-A-4658 и Jet-A-3638 при температурах от 222.22 К до 645.61 К и давлениях выше точки насыщения.

Блок хранит характеристики в табличном виде в зависимости от давления и температуры.

Дизельное топливо

Блок предоставляет свойства для дизельного топлива при температурах от 238.20 К до 690.97 К и давлениях выше точки насыщения.

SAE 5W-30

Блок предоставляет свойства для SAE 5W-30 при температурах от 235.15 К до 473.15 К и давлениях выше 0.01 МПа. Блок определяет свойства по значениям температуры системы и атмосферного давления для температур от 29.85 °C до 74.85 °C (от 303 K до 348 K) и давлений от 7 МПа до 87 МПа. Блок использует аппроксимацию кривых для определения свойств в экстраполированных областях.

Смазочные масла и гидравлические жидкости

В блоке используются численные приближения для расчета свойств следующих жидкостей:

SAE 30 Oil;
SAE 50 Oil;
10W Oil;
30W Oil;
50W Oil;
Skydrol LD-4;
Skydrol 500B-4;
Skydrol 5;
HyJet-IVA;
Fluid MIL-F-83282;
Fluid MIL-F-5606;
Fluid MIL-F-87257;
ATF (DEXRON III);
ISO VG 22 (Mobil UNIVIS N 22);
ISO VG 32 (Mobil UNIVIS N 32);
ISO VG 46 (Mobil UNIVIS N 46);
ISO VG 68;
Brake fluid DOT 3;
Brake fluid DOT 4;
Brake fluid DOT 5.

В блоке используется уравнение Вальтера для аппроксимации изменений скорости в зависимости от температуры :

где , и — константы, специфичные для каждой жидкости.

В блоке предполагается, что плотность изменяется линейно в зависимости от температуры:

где

— константа, специфичная для каждой жидкости;
— плотность жидкости при эталонной температуре .

Объемный модуль упругости определяется как

где — скорость звука. В блоке для скорости звука в гидравлических маслах используется значение 1460 м/с.

Бензин

Блок использует те же приближения, что и для смазочных масел и гидравлических жидкостей, для расчета плотности и объемного модуля упругости бензина. В бензине скорость звука составляет 1250 м/с.

Вязкость бензина вычисляется по уравнению Фогеля—Фулчера—Таммана:

где , и — константы.

Растворенный воздух

В блоке можно смоделировать растворение воздуха в системе жидкости. Если установить флажок Model air dissolution, то блок моделирует растворение в диапазоне давлений, который определяется значениями параметров Atmospheric pressure и Pressure at which all entrained air is dissolved, используя закон Генри.

Порты

Ненаправленные

# A — порт подключения
изотермическая жидкость

Details

Порт изотермической жидкости, соединяющий блок с сетью. Его можно подключить к любой точке соединительной линии изотермической жидкости на блок-схеме. При подключении блока Isothermal Liquid Predefined Properties (IL) к соединительной линии свойства жидкости распространяются на все блоки в схеме.

Имя для программного использования

port

Параметры

Жидкость

Details

Выбор рабочей жидкости в системе.

Для этих жидкостей блок рассчитывает свойства жидкости путем интерполяции экспериментальных данных:

Water;
Seawater (MIT model);
Ethylene glycol and water mixture;
Propylene glycol and water mixture;
Glycerol and water mixture;
Aviation fuel Jet-A;
Diesel fuel;
SAE 5W-30.

Для остальных жидкостей блок использует приближения для расчета свойств жидкости. Для этих приближенных жидкостей блок может выдавать неожиданные результаты при экстремальных температурах или если жидкость значительно отклоняется от атмосферного давления.

Значения	`Water` \| `Seawater (MIT model)` \| `Ethylene glycol and water mixture` \| `Propylene glycol and water mixture` \| `Glycerol and water mixture` \| `Aviation fuel Jet-A` \| `Diesel fuel` \| `SAE 5W-30` \| `SAE 30 Oil` \| `SAE 50 Oil` \| `10W Oil` \| `30W Oil` \| `50W Oil` \| `Skydrol LD-4` \| `Skydrol 500B-4` \| `Skydrol 5` \| `HyJet-IVA` \| `Fluid MIL-F-83282` \| `Fluid MIL-F-5606` \| `Fluid MIL-F-87257` \| `ATF (DEXRON III)` \| `ISO VG 22 (Mobil UNIVIS N 22)` \| `ISO VG 32 (Mobil UNIVIS N 32)` \| `ISO VG 46 (Mobil UNIVIS N 46)` \| `ISO VG 68` \| `Brake fluid DOT 3` \| `Brake fluid DOT 4` \| `Brake fluid DOT 5` \| `Gasoline`
Значение по умолчанию	`Water`
Имя для программного использования	`fluid_type`
Вычисляемый	Нет

Details

Температура в сети изотермической жидкости.

Единицы измерения	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
Значение по умолчанию	`293.15 K`
Имя для программного использования	`T`
Вычисляемый	Да

# Viscosity derating factor — поправочный коэффициент для вязкости

Details

Поправочный коэффициент для жидкостей, вязкость которых отклоняется от стандартной вязкости чистой жидкости.

Значение по умолчанию	`1.0`
Имя для программного использования	`correction_factor`
Вычисляемый	Да

# Atmospheric pressure — давление окружающей среды
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Давление окружающей среды.

Единицы измерения	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
Значение по умолчанию	`0.101325 MPa`
Имя для программного использования	`p_atm`
Вычисляемый	Да

# Pressure below minimum valid value — уведомление при выходе значений давления за минимальное допустимое значение
None | Error

Details

Выберите, что произойдет, если давление жидкости выйдет за минимальное допустимое значение во время моделирования:

None — блок не возвращает ошибку, если давление выходит за минимальное допустимое значение;
Error — блок возвращает ошибку и останавливает моделирование.

Значения	`None` \| `Error`
Значение по умолчанию	`Error`
Имя для программного использования	`assert_action`
Вычисляемый	Нет

# Dissolved salt mass fraction (salinity) — концентрация соли

Details

Массовая доля соли в воде, задаваемая в виде безразмерного значения в диапазоне (0, 0.12].

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Isothermal liquid значение Seawater (MIT model).

Значение по умолчанию	`0.0035`
Имя для программного использования	`c_m_sea_water`
Вычисляемый	Да

# Concentration type — концентрация по массе или объему
Volume fraction | Mass fraction

Details

Указывается, как измеряется концентрация растворенного в воде этиленгликоля или пропиленгликоля: по массе или по объему.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Isothermal liquid значение Propylene glycol and water mixture или Ethylene glycol and water mixture.

Значения	`Volume fraction` \| `Mass fraction`
Значение по умолчанию	`Volume fraction`
Имена для программного использования	`ethylene_glycol_concentration_parameterization`, `propylene_glycol_concentration_parameterization`
Вычисляемый	Нет

# Ethylene glycol volume fraction — объемная доля этиленгликоля

Details

Объемная доля этиленгликоля в воде, задаваемая в виде безразмерного значения в диапазоне (0, 1.0].

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Isothermal liquid значение Ethylene glycol and water mixture, а для параметра Concentration type значение Volume fraction.

Значение по умолчанию	`0.1`
Имя для программного использования	`c_V_ethylene_glycol`
Вычисляемый	Да

# Isothermal bulk modulus at atmospheric pressure (no entrained air) — объемный модуль упругости
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Объемный модуль упругости раствора этиленгликоля, пропиленгликоля или глицерина при атмосферном давлении.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Isothermal liquid значение Ethylene glycol and water mixture, Propylene glycol and water mixture или Glycerol and water mixture.

Единицы измерения	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
Значение по умолчанию	`2.1791 GPa`
Имена для программного использования	`bulk_modulus_ethylene_glycol`, `bulk_modulus_propylene_glycol`, `bulk_modulus_glycerol`
Вычисляемый	Да

# Minimum valid pressure — наименьшее допустимое давление раствора этиленгликоля, пропиленгликоля или глицерина
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Наименьшее допустимое давление раствора этиленгликоля, пропиленгликоля или глицерина во время симуляции. Значение параметра Atmospheric pressure должно быть больше или равно Minimum valid pressure.

Зависимости

Единицы измерения	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
Значение по умолчанию	`0.01 MPa`
Имена для программного использования	`p_min_ethylene_glycol`, `p_min_propylene_glycol`, `p_min_glycerol`
Вычисляемый	Да

# Ethylene glycol mass fraction — массовая доля этиленгликоля

Details

Массовая доля этиленгликоля в воде, задаваемая в виде безразмерного значения в диапазоне (0, 0.6].

Зависимости

Значение по умолчанию	`0.1`
Имя для программного использования	`c_m_ethylene_glycol`
Вычисляемый	Да

# Propylene glycol volume fraction — объемная доля пропиленгликоля

Details

Объемная доля пропиленгликоля в воде, задаваемая в виде безразмерного значения в диапазоне [0.1, 0.6].

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Isothermal liquid значение Propylene glycol and water mixture, а для параметра Concentration type значение Volume fraction.

Значение по умолчанию	`0.1`
Имя для программного использования	`c_V_propylene_glycol`
Вычисляемый	Да

# Propylene glycol mass fraction — массовая доля пропиленгликоля

Details

Массовая доля пропиленгликоля в воде, задаваемая в виде безразмерного значения в диапазоне (0, 0.6].

Зависимости

Значение по умолчанию	`0.1`
Имя для программного использования	`c_m_propylene_glycol`
Вычисляемый	Да

# Glycerol mass fraction — массовая доля глицерина

Details

Массовая доля глицерина в воде, задаваемая в виде безразмерного значения в диапазоне (0, 0.6].

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Isothermal liquid значение Glycerol and water mixture, а для параметра Concentration type значение Mass fraction.

Значение по умолчанию	`0.1`
Имя для программного использования	`c_m_glycerol`
Вычисляемый	Да

Захваченный воздух

# Volumetric fraction of entrained air in mixture at atmospheric pressure — объемная доля увлекаемого воздуха в жидкой смеси

Details

Объемная доля воздуха, вовлеченного в смесь жидкостей при атмосферном давлении.

Значение по умолчанию	`0.005`
Имя для программного использования	`air_fraction`
Вычисляемый	Да

# Air polytropic index — показатель политропы воздуха

Details

Показатель степени в уравнении, описывающем политропный процесс, связывающий давление и объем жидкости.

Значение по умолчанию	`1.0`
Имя для программного использования	`polytropic_index`
Вычисляемый	Да

# Air density at atmospheric condition — плотность воздуха при атмосферных условиях
kg/m^3 | g/m^3 | g/cm^3 | g/mm^3 | lbm/ft^3 | lbm/gal | lbm/in^3

Details

Плотность воздуха при давлении Atmospheric pressure.

Единицы измерения	`kg/m^3` \| `g/m^3` \| `g/cm^3` \| `g/mm^3` \| `lbm/ft^3` \| `lbm/gal` \| `lbm/in^3`
Значение по умолчанию	`1.225 kg/m^3`
Имя для программного использования	`rho_air`
Вычисляемый	Да

# Model air dissolution — растворение воздуха

Details

Выберите модель растворения воздуха для изотермической жидкости.

Если флажок снят, количество вовлеченного воздуха остается постоянным. Растворение воздуха не моделируется.
Если флажок установлен, увлекаемый воздух может растворяться в жидкости. Растворение воздуха в жидкости моделируется в диапазоне давлений, который определяется значениями параметров Atmospheric pressure и Pressure at which all entrained air is dissolved, согласно закону Генри.

Значение по умолчанию	`false (выключено)`
Имя для программного использования	`air_dissolution_model`
Вычисляемый	Нет

# Pressure at which all entrained air is dissolved — давление, при котором растворяется весь увлекаемый воздух
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Давление, при котором в жидкости растворяется весь воздух.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Model air dissolution.

Единицы измерения	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
Значение по умолчанию	`3.0 MPa`
Имя для программного использования	`p_critical`
Вычисляемый	Да

Литература

Massachusetts Institute of Technology (MIT). Thermophysical properties of seawater database. http://web.mit.edu/seawater.
K.G. Nayar, M.H. Sharqawy, L.D. Banchik, J.H. Lienhard V. Thermophysical properties of seawater: A review and new correlations that include pressure dependence. Desalination 390 (July 2016): 1–24.
M.H. Sharqawy, J.H. Lienhard V, S.M. Zubair. Thermophysical properties of seawater: A review of existing correlations and data. Desalination and Water Treatment 16, no. 1–3 (april 2010): 354–380.
I.H. Bell, J. Wronski, S. Quoilin, V. Lemort. Pure and Pseudo-pure Fluid Thermophysical Property Evaluation and the Open-Source Thermophysical Property Library CoolProp. Industrial & Engineering Chemistry Research 53, no. 6 (February 12, 2014): 2498–2508.