Документация Engee

Constant Volume Chamber (G)

Емкость с одним входом и фиксированным объемом газа.

constant volume chamber (g)

Описание

Блок Constant Volume Chamber (G) моделирует накопление массы и энергии в газовой сети. В камере находится постоянный объем газа. Корпус может обмениваться массой и энергией с подключенной газовой 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.

Сохранение массы

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:

ρ

ρ

ρ

где:

ρ — 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:

ρβ

ρα

ρβα

ρα

где:

β — изотермический объемный модуль сжатия газа.

α — изобарический коэффициент теплового расширения газа.

Допущения и ограничения

  • Стенки камеры абсолютно жесткие.

  • Между портом A и внутренней частью камеры отсутствует сопротивление потоку.

  • Между портом H и внутренней частью камеры нет теплового сопротивления.

Порты

Ненаправленные

A — вход в камеру
газ

Газовый порт, соответствует входу в камеру.

B — вход в камеру
газ

Газовый 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

Газовый 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

Газовый 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.