Заданные свойства теплоносителя (ТЖ)

Задает свойства предопределенной жидкости для сети теплопроводной жидкости.

Тип: EngeeFluids.ThermalLiquid.Utilities.PredefinedProperties

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fluids/Thermal Liquid/Utilities/Thermal Liquid Predefined Properties (TL)

Описание

Блок Заданные свойства теплоносителя (ТЖ) задает свойства жидкости для сети теплопроводной жидкости в соответствии со свойствами предопределенной жидкости. Доступные жидкости включают чистую воду, водные смеси, дизельное топливо, авиационное топливо Jet A и масло SAE 5W-30. Вы можете использовать этот блок в качестве альтернативы блоку Свойства теплопроводной жидкости (ТЖ). Если вы не укажете жидкость, то в системе будут использованы значения по умолчанию.

Заданные свойства жидкости определяются в табличной форме как функции температуры и давления. Во время моделирования свойства сети задаются линейной интерполяцией между точками данных. Табличные данные для водных смесей предоставляются для заданной массовой или объемной концентрации.

Все свойства жидкости, обычно задаваемые в блоке Свойства теплопроводной жидкости (ТЖ), определены в этом блоке. Эти свойства включают плотность, объемный модуль упругости и коэффициент теплового расширения, удельную внутреннюю энергию и удельную теплоемкость, а также кинематическую вязкость и теплопроводность. Указанные свойства действительны в ограниченном диапазоне температур и давлений, характерных для выбранной жидкости и зависящих, в случае смесей, от указанной концентрации. Моделирование допускается только в пределах этого диапазона.

Диапазоны допустимости

Диапазоны допустимости определяются в блоке как матрицы нулей и единиц. Каждая строка соответствует табличной температуре, а каждый столбец — табличному давлению. Ноль обозначает недопустимую точку, а единица — допустимую. Эти матрицы значений допустимости являются внутренними для блока и не могут быть изменены.

В большинстве случаев матрицы значений допустимости извлекаются непосредственно из табличных данных. Границы давления смесей гликоля и глицерина недоступны и получаются явно из параметров блока. На рисунке ниже показан пример диапазона допустимости для воды. Заштрихованные квадраты указывают области температуры и давления за пределами диапазона допустимости.

thermal liquid predefined properties tl 1 ru

Вода

Свойства воды допустимы в диапазоне между тройной точкой, когда температура и давление жидкости достигают 273.160 К и 611.657 Па, и критической точкой, когда температура и давление жидкости достигают 647.096 К и 22.064 МПа. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки в матрице достоверности имеют значение 0.

Морская вода (модель MIT)

Свойства морской воды допустимы при температурах от 0°C до 120°C (от 273.15 K до 393.15 K) и при давлениях выше точки насыщения до максимального значения 12 МПа. Давления ниже точки насыщения для данных значений температур (и при заданном уровне концентрации) в матрице достоверности имеют значение 0. Концентрация смеси может варьироваться от 0 до 0.12 по массе.

Смесь этиленгликоля и воды

Свойства смеси этиленгликоля и воды допустимы в температурном диапазоне, определяемом концентрацией смеси и при давлениях в пределах минимальных и максимальных значений, указанных в параметрах блока (расширенных горизонтально, чтобы охватить ширину строк температуры).

Нижняя граница температуры всегда является наименьшим из двух значений: минимальной температуры, полученной из имеющихся данных, и точки замерзания смеси (смесь должна находиться в жидком состоянии). Верхняя граница температуры всегда является максимальной температурой, полученной на основе имеющихся данных. Концентрация смеси может варьироваться от 0 до 0.6, если используется массовая доля, или от 0 до 1, если используется объемная доля.

Смесь пропиленгликоля и воды

Свойства смеси пропиленгликоля и воды допустимы в диапазонах температур и давлений, описанных для смеси этиленгликоля и воды. Концентрация смеси может варьироваться от 0 до 0.6, если используется массовая доля, или от 0.1 до 0.6, если используется объемная доля.

Смесь глицерина и воды

Свойства смеси глицерина и воды допустимы в диапазонах температур и давлений, описанных для смеси этиленгликоля и воды. Концентрация смеси может варьироваться от 0 до 0.6 в пересчете на массовую долю. Все свойства расширяются до 100°C следующим образом:

плотность — квадратичная аппроксимация;
термическая производная плотности, — линейная аппроксимация;
удельная теплоемкость — линейная аппроксимация;
удельная внутренняя энергия — линейная аппроксимация;
кинематическая вязкость — экспоненциальная аппроксимация, основанная на верхней половине исходного температурного диапазона;
динамическая вязкость — экспоненциальная аппроксимация, основанная на верхней половине исходного температурного диапазона;
число Прандтля — экспоненциальная аппроксимация, основанная на верхней половине исходного температурного диапазона.

Авиационное топливо Jet-A

Свойства топлива Jet-A допустимы при температурах от −50,93°C до 372.46°C (от 222.22 K до 645.61 K) и при давлениях выше точки насыщения и до максимального значения 2.41 МПа. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки в матрице достоверности имеют значение 0.

Дизельное топливо

Свойства дизельного топлива допустимы при температурах от −34.95°C до 417.82°C (от 238.20 K до 690.97 K) и при давлениях выше точки насыщения и до максимального значения 2.29 МПа. Давления ниже точки насыщения для данной температурной строки в матрице достоверности имеют значение 0.

SAE 5W-30

Свойства топлива SAE 5W-30 получены на основе данных, охватывающих диапазоны температур и давлений для каждого параметра. Блок использует измеренные значения параметров в диапазоне температур от 29.85°C до 74.85°C (от 303 K до 348 K) и давлений от 7 МПа до 82 МПа. Блок экстраполирует данные за пределы этого диапазона до −38°C и 200°C (от 235.15 K до 473.15 K) и до 0.01 МПа и 100 МПа. Способ сглаживания и экстраполяции данных зависит от типа данных:

плотность — блок использует квадратичную аппроксимацию. Блок аппроксимирует экстраполированные области с помощью основных соотношений объемного модуля и -параметра;
объемный модуль упругости — блок использует основное соотношение с плотностью, основанное на квадратичной аппроксимации плотности. Блок использует линейную экстраполяцию в области экстраполяции;
термическая производная плотности, — в блоке используется фундаментальное соотношение с плотностью, основанное на квадратичной аппроксимации плотности. В области экстраполяции используется линейная экстраполяция;
удельная теплоемкость — блок использует линейную экстраполяцию в области экстраполяции. Зависимость от давления отсутствует;
теплопроводность — блок использует линейную экстраполяцию в области экстраполяции. Зависимость от давления отсутствует;
кинематическая вязкость — в блоке используется фундаментальное соотношение с аппроксимацией динамической вязкости и плотности;
динамическая вязкость — в блоке используется экспоненциальная аппроксимация по температуре и линейная аппроксимация по давлению;
число Прандтля — в блоке используется фундаментальное соотношение с аппроксимацией удельной теплоемкости, динамической вязкости и теплопроводности.

Вычисляемые свойства

Плотность и коэффициенты теплового расширения водных смесей гликоля и глицерина определяются из параметров блока. Плотность жидкости в зависимости от давления и температуры рассчитывается следующим образом:

где

— температура в сети;
— давление в сети;
— плотность жидкости;
— опорное давление, соответствующее таблицам свойств жидкости;
— изотермический объемный модуль упругости.

Изменение плотности жидкости оценивается следующим образом:

Коэффициент теплового расширения рассчитывается следующим образом:

Порты

Ненаправленные

# A — порт подключения
теплопроводная жидкость

Details

Порт теплопроводной жидкости, соединяющий блок с сетью, для которой нужно задать необходимые свойства жидкости. Выбранная в этом блоке жидкость применяется ко всей сети. К той же сети нельзя подключать другие блоки Свойства теплопроводной жидкости (ТЖ) или Заданные свойства теплоносителя (ТЖ).

Имя для программного использования

port

Параметры

Details

Задает свойства жидкости в вашей сети. Доступные жидкости включают чистую воду, водные смеси, моторные масла и топливо.

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`
Значение по умолчанию	`Water`
Имя для программного использования	`fluid_type`
Вычисляемый	Нет

# Атмосферное давление — атмосферное давление в сети теплопроводной жидкости
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Абсолютное давление внешней среды присоединенной сети теплопроводной жидкости. Значение по умолчанию соответствует нормальному атмосферному давлению.

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_ref`
Вычисляемый	Да

# Давление и температура выходят за пределы допустимого диапазона — уведомление при выходе значений давления или температуры за переделы допустимого диапазона
Ничего | Ошибка

Details

Выберите, что произойдет, если давление или температура жидкости выйдут за пределы допустимого диапазона во время моделирования:

Ничего — блок не возвращает ошибку, если свойства выходят за пределы допустимого диапазона;
Ошибка — блок возвращает ошибку и останавливает моделирование.

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

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, Vol. 390, pp. 1–24, 2016.
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, Vol. 16, pp. 354–380.