Tank (TL)

Цистерна в сети теплопроводной жидкости.

Тип: EngeeFluids.ThermalLiquid.Volumes.Tank

Путь в библиотеке:

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

Описание

Блок Tank (TL) моделирует емкость в сети теплопроводной жидкости. Цистерна может находиться под постоянным давлением, заданным пользовательским сигналом, или под атмосферным давлением. В случае, когда давление в цистерне равно атмосферному, блок представляет собой цистерну с вентиляцией.

Цистерна может обмениваться энергией с окружающей средой, что позволяет ее внутренней температуре и давлению изменяться с течением времени. Теплопередача происходит посредством конвекции, когда жидкость входит или выходит из цистерны, и теплопроводности, когда тепловая энергия проходит через стенки цистерны и саму жидкость на входе в цистерну.

Схема цистерны представлена на рисунке.

tank tl 1 ru

Цистерна может иметь до шести входных портов, с A по F. Давление на входных портах цистерны представляет собой сумму постоянного давления в цистерне, заданного в параметрах блока или внешним сигналом, и гидростатического давления, обусловленного высотой расположения входного порта.

Теплопередача через стенки цистерны моделируется с помощью теплового порта H. Температура, заданная в этом порту, является температурой жидкости в цистерне.

Объем жидкости

Объем жидкости в цистерне определяется из общего массового потока в цистерну:

где

— общая масса жидкости в цистерне, поступающая через все порты;
— плотность жидкости.

Сохранение массы

Уравнение сохранения массы в объеме жидкости цистерны имеет вид:

где

— изменение массы жидкости;
— обозначает массовый расход жидкости, втекающей в цистерну через порт A, B, C, D, E, F.

Сохранение импульса

Уравнение сохранения импульса в объеме жидкости цистерны для порта A, B, C, D, E, F имеет вид:

где

— давление жидкости на входе A, B, C, D, E, F;
— постоянное давление в цистерне;
— динамическое давление:

Когда поток направлен в цистерну, то входящая струя рассеивается в большом объеме жидкости, теряет импульс, что приводит к тому, что становится больше 0. Когда жидкость вытекает из цистерны, то жидкость в объеме ускоряется в порту и становится 0.
- — плотность жидкости на входе A, B, C, D, E, F;
- — площадь поперечного сечения входного порта в цистерну;
— ускорение свободного падения;
— уровень жидкости в цистерне, или высота, относительно дна цистерны;
— высота расположения входного порта относительно дна цистерны.

Сохранение энергии

Уравнение сохранения энергии в объеме жидкости цистерны имеет вид:

где:

— теплоемкость жидкости;
— изобарный объемный модуль упругости жидкости;
— температура жидкости;
— обозначает потоки энергии, поступающие в цистерну на вход A, B, C, D, E, F;
— энтальпия жидкости;
— это поток тепловой энергии, поступающей в цистерну через порт H.

Порты

Ненаправленные

# A — порт теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Вход в цистерну.

Имя для программного использования

port_a

# H — тепловой порт
тепло

Details

Теплопередача у стенки цистерны.

Имя для программного использования

thermal_port

# B — порт теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Дополнительный вход в цистерну.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets одно из значений: 2, 3, 4, 5 или 6.

Имя для программного использования

port_b

# C — порт теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Дополнительный вход в цистерну.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets одно из значений: 3, 4, 5 или 6.

Имя для программного использования

port_c

# D — порт теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Дополнительный вход в цистерну.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets одно из значений: 4, 5 или 6.

Имя для программного использования

port_d

# E — порт теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Дополнительный вход в цистерну.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 5 или 6.

Имя для программного использования

port_e

# F — порт теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Дополнительный вход в цистерну.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 6.

Имя для программного использования

port_f

Выход

# V — объем жидкости
скаляр

Details

Объем жидкости в цистерне в м³.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# L — уровень жидкости
скаляр

Details

Уровень жидкости в цистерне в м.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

# T — температура жидкости
скаляр

Details

Температура жидкости в цистерне в К.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Вход

# P — давление в цистерне
скаляр

Details

Давление в цистерне в Па, заданное в виде скаляра.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Pressurization specification значение Variable pressure.

Типы данных	`Float64`
Поддержка комплексных чисел	Нет

Параметры

# Number of inlets — количество входных портов
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6

Details

Количество входных портов. Установка этого параметра в значение 2 или больше открывает дополнительные входные порты.

Значения	`1` \| `2` \| `3` \| `4` \| `5` \| `6`
Значение по умолчанию	`1`
Имя для программного использования	`port_count`
Вычисляемый	Нет

# Pressurization specification — метод задания давления в цистерне
Atmospheric pressure | Constant specified pressure | Variable pressure

Details

Метод задания давления в цистерне.

Чтобы задать постоянное давление не равное атмосферному, установите для этого параметра значение Constant specified pressure и укажите значение давления с помощью параметра Tank pressurization.

Чтобы задать переменное давление в цистерне, установите для этого параметра значение Variable pressure и подайте значение давления в цистерне в виде скаляра на порт P.

Значения	`Atmospheric pressure` \| `Constant specified pressure` \| `Variable pressure`
Значение по умолчанию	`Atmospheric pressure`
Имя для программного использования	`pressure_type`
Вычисляемый	Нет

# Tank pressurization — определяемое пользователем давление в цистерне
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Определяемое пользователем давление в цистерне.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Pressurization specification значение Constant specified pressure.

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_specified`
Вычисляемый	Да

# Tank volume parameterization — характеристики площади цистерны
Constant cross-section area | Tabulated data - volume vs. level

Details

Указывает характеристики площади цистерны.

Этот параметр используется для определения уровня жидкости в цистерне. Если вы хотите смоделировать цистерну с переменной площадью поперечного сечения по высоте цистерны, вы можете предоставить данные для объема цистерны в зависимости от уровня жидкости с помощью опции Tabulated data - volume vs. level.

Значения	`Constant cross-section area` \| `Tabulated data - volume vs. level`
Значение по умолчанию	`Constant cross-section area`
Имя для программного использования	`volume_parameterization`
Вычисляемый	Нет

# Tank cross-sectional area — площадь поперечного сечения цистерны
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Площадь поперечного сечения цистерны в горизонтальной плоскости.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Tank volume parameterization значение Constant cross-section area.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`1.0 m^2`
Имя для программного использования	`tank_cross_section_area`
Вычисляемый	Да

# Liquid level vector — вектор значений уровня жидкости в цистерне
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Вектор значений уровня жидкости в цистерне для табличной параметризации переменной площади цистерны. Значения в этом векторе соответствуют значениям в параметре Liquid volume vector. Элементы должны быть положительные и перечислены в порядке возрастания. Первый элемент должен быть равен 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Tank volume parameterization значение Tabulated data - volume vs. level.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`[0.0, 3.0, 5.0] m`
Имя для программного использования	`level_vector`
Вычисляемый	Да

# Liquid volume vector — вектор значений объема жидкости в цистерне
m^3 | um^3 | mm^3 | cm^3 | km^3 | ml | l | gal | igal | in^3 | ft^3 | yd^3 | mi^3

Details

Вектор значений объема жидкости в цистерне для табличной параметризации переменной площади цистерны. Значения в этом векторе соответствуют значениям в параметре Liquid level vector. Элементы должны быть положительные и перечислены в порядке возрастания. Первый элемент должен быть равен 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Tank volume parameterization значение Tabulated data - volume vs. level.

Единицы измерения	`m^3` \| `um^3` \| `mm^3` \| `cm^3` \| `km^3` \| `ml` \| `l` \| `gal` \| `igal` \| `in^3` \| `ft^3` \| `yd^3` \| `mi^3`
Значение по умолчанию	`[0.0, 4.0, 6.0] m^3`
Имя для программного использования	`V_liquid_vector`
Вычисляемый	Да

# Inlet height — высота входа в цистерну
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Высота входа в цистерну. Значение должно быть больше или равно 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 1.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`0.1 m`
Имя для программного использования	`port_a_height`
Вычисляемый	Да

# Inlet cross-sectional area — площадь поперечного сечения входа в цистерну
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Площадь поперечного сечения порта входа в цистерну. Это значение должно быть больше 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 1.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`0.01 m^2`
Имя для программного использования	`port_a_area`
Вычисляемый	Да

# Height vector for inlets A and B — вектор высоты портов A и B
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Вектор высот портов для включенных портов входа A и B. Параметр Height vector for inlets A and B представляет собой вектор значений, соответствующих высоте каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 2.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`[0.1, 0.1] m`
Имя для программного использования	`ports_ab_height_vector`
Вычисляемый	Да

# Cross-sectional area vector for inlets A and B — вектор площадей поперечного сечения входных портов A и B
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Вектор площадей поперечного сечения входов в цистерну для включенных портов входа A и B. Параметр Cross-sectional area vector for inlets A and B представляет собой вектор значений, соответствующих площади поперечного сечения каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 2.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`[0.01, 0.01] m^2`
Имя для программного использования	`ports_ab_area_vector`
Вычисляемый	Да

# Height vector for inlets A, B, and C — вектор высоты портов A, B и C
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Вектор высот портов для включенных портов входа A, B и С. Параметр Height vector for inlets A, B, and C представляет собой вектор значений, соответствующих высоте каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 3.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`[0.1, 0.1, 0.1] m`
Имя для программного использования	`ports_abc_height_vector`
Вычисляемый	Да

# Cross-sectional area vector for inlets A, B, and C — вектор площадей поперечного сечения входных портов A, B и C
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Вектор площадей поперечного сечения входов в цистерну для включенных портов входа A, B и С. Параметр Cross-sectional area vector for inlets A, B, and C представляет собой вектор значений, соответствующих площади поперечного сечения каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 3.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`[0.01, 0.01, 0.01] m^2`
Имя для программного использования	`ports_abc_area_vector`
Вычисляемый	Да

# Height vector for inlets A, B, C and D — вектор высоты портов A, B, С и D
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Вектор высот портов для включенных портов входа A, B, С и D. Параметр Height vector for inlets A, B, C and D представляет собой вектор значений, соответствующих высоте каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 4.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`[0.1, 0.1, 0.1, 0.1] m`
Имя для программного использования	`ports_abcd_height_vector`
Вычисляемый	Да

# Cross-sectional area vector for inlets A, B, C and D — вектор площадей поперечного сечения входных портов A, B, С и D
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Вектор площадей поперечного сечения входов в цистерну для включенных портов входа A, B, С и D. Параметр Cross-sectional area vector for inlets A, B, C and D представляет собой вектор значений, соответствующих площади поперечного сечения каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 4.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`[0.01, 0.01, 0.01, 0.01] m^2`
Имя для программного использования	`ports_abcd_area_vector`
Вычисляемый	Да

# Height vector for inlets A, B, C, D and E — вектор высоты портов A, B, C, D и E
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Вектор высот портов для включенных портов входа A, B, С, D и E. Параметр Height vector for inlets A, B, C, D and E представляет собой вектор значений, соответствующих высоте каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 5.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`[0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1] m`
Имя для программного использования	`ports_abcde_height_vector`
Вычисляемый	Да

# Cross-sectional area vector for inlets A, B, C, D and E — вектор площадей поперечного сечения входных портов A, B, C, D и E
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Вектор площадей поперечного сечения входов в цистерну для включенных портов входа A, B, С, D и E. Параметр Cross-sectional area vector for inlets A, B, C, D and E представляет собой вектор значений, соответствующих площади поперечного сечения каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 5.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`[0.01, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01] m^2`
Имя для программного использования	`ports_abcde_area_vector`
Вычисляемый	Да

# Height vector for inlets A, B, C, D, E and F — вектор высоты портов A, B, С, D, E и F
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Вектор высот портов для включенных портов входа A, B, С, D, E и F. Параметр Height vector for inlets A, B, C, D, E and F представляет собой вектор значений, соответствующих высоте каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 6.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`[0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1] m`
Имя для программного использования	`ports_abcdef_height_vector`
Вычисляемый	Да

# Cross-sectional area vector for inlets A, B, C, D, E and F — вектор площадей поперечного сечения входных портов A, B, С, D, E и F
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Вектор площадей поперечного сечения входов в цистерну для включенных портов входа A, B, С, D, E и F. Параметр Cross-sectional area vector for inlets A, B, C, D, E and F представляет собой вектор значений, соответствующих площади поперечного сечения каждого входного порта, начиная с порта A. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Number of inlets значение 6.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`[0.01, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01] m^2`
Имя для программного использования	`ports_abcdef_area_vector`
Вычисляемый	Да

# Liquid level below inlet height — уведомление о низком уровне жидкости в цистерне
None | Error

Details

Нужно ли получать уведомление, если во время симуляции уровень жидкости в цистерне опускается ниже высоты входа в порт. Установите для этого параметра значение Warning, если вы хотите получать предупреждение, когда это происходит во время симуляции. Установите значение Error, если вы хотите, чтобы симуляция останавливалась, когда это происходит.

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

# Liquid volume above max capacity — уведомление о превышении объема цистерны
None | Error

Details

Нужно ли получать уведомление, если во время симуляции объем жидкости в цистерне превысит максимальную емкость цистерны. Установите для этого параметра значение Warning, если вы хотите получать предупреждение, когда это происходит во время симуляции. Установите значение Error, если вы хотите, чтобы симуляция останавливалась, когда это происходит.

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

# Maximum tank capacity — предел заполнения цистерны
m^3 | um^3 | mm^3 | cm^3 | km^3 | ml | l | gal | igal | in^3 | ft^3 | yd^3 | mi^3

Details

Предел заполнения цистерны.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Liquid volume above max capacity значение Warning или Error.

Единицы измерения	`m^3` \| `um^3` \| `mm^3` \| `cm^3` \| `km^3` \| `ml` \| `l` \| `gal` \| `igal` \| `in^3` \| `ft^3` \| `yd^3` \| `mi^3`
Значение по умолчанию	`10.0 m^3`
Имя для программного использования	`V_capacity`
Вычисляемый	Да

# Gravitational acceleration — ускорение свободного падения
m/s^2 | mm/s^2 | cm/s^2 | km/s^2 | in/s^2 | ft/s^2 | mi/s^2 | gn

Details

Ускорение свободного падения.

Единицы измерения	`m/s^2` \| `mm/s^2` \| `cm/s^2` \| `km/s^2` \| `in/s^2` \| `ft/s^2` \| `mi/s^2` \| `gn`
Значение по умолчанию	`9.81 m/s^2`
Имя для программного использования	`g`
Вычисляемый	Да

Примеры

Определение давления жидкости на разной высоте бака