Блок Резервуар (Г-ИЖ) моделирует накопление массы и энергии в камере с разделенными объемами газа и изотермической жидкости. Общий объем жидкости и газа фиксирован, но отдельные объемы газа и изотермической жидкости могут варьироваться. Два газовых порта обеспечивают поток газа, а переменное количество портов для изотермической жидкости, от одного до шести, обеспечивает поток изотермической жидкости. Порты для изотермической жидкости могут находиться на разной высоте.
Цистерна находится под давлением, но давление не фиксировано. Оно меняется во время симуляции в зависимости от давления газа. Давление повышается, когда давление газа повышается, и понижается, когда давление газа понижается. Предполагается, что объем изотермической жидкости находится в равновесии с объемом газа, и его давление такое же, как у газа (). Объемы газа и изотермической жидкости не обмениваются энергией друг с другом, но обмен энергией с другими компонентами может происходить через газовые порты.
Порты изотермической жидкости
Вы можете указать количество портов изотермической жидкости с помощью параметра Число портов:
Значение параметра Число портов
Порты изотермической жидкости
1
порт A2
2
порты A2 и B2
3
порты A2, B2 и С2
4
порты A2, B2, С2 и D2
5
порты A2, B2, С2, D2 и E2
6
порты A2, B2, С2, D2, E2 и F2
Объемы изотермической жидкости и газа
Общий объем цистерны — это сумма объемов газа и изотермической жидкости, которые в нем содержатся:
где — объем, а индексами , и обозначены общий объем цистерны, объем изотермической жидкости и объем газа.
Поскольку общий объем фиксирован, скорость изменения объема газа во времени должна быть противоположна скорости изменения объема изотермической жидкости:
В блоке скорость изменения объема изотермической жидкости вычисляется путем дифференцирования выражения:
где
— масса;
— плотность.
Дифференцирование дает массовый расход в объеме изотермической жидкости:
Скорость изменения объема изотермической жидкости и, соответственно, объема газа составляет:
где — давление в цистерне.
Сохранение массы
Скорость накопления массы изотермической жидкости или газа равна чистому массовому расходу в этом объеме.
В объеме изотермической жидкости:
где
— скорость накопления массы изотермической жидкости;
— индивидуальные массовые расходы в этот объем через порты для изотермической жидкости A2, B2, C2, D2, E2 или F2.
В объеме газа:
где
— скорость накопления массы газа;
— индивидуальные массовые расходы в этот объем через порты для газа A1 и B1.
Скорость накопления массы в объеме газа содержит вклады от давления, температуры и изменения объема:
В блоке гидродинамическое сопротивление как для газа, так и для изотермической жидкости не учитывается, независимо от ее природы, сопротивления трения, или любой другой природы.Также в блоке не учитывается гидростатическое давление газа. Давления равны друг другу и внутреннему давлению газа:
Давление изотермической жидкости на порту зависит от глубины его расположения относительно уровня жидкости. Внутреннее давление изотермической жидкости равно давлению газа, = . В блоке динамическое давление на портах изотермической жидкости, , учитывается в уравнении:
где
— высота уровня изотермической жидкости относительно дна цистерны;
— высота расположения входного порта изотермической жидкости относительно дна цистерны;
— ускорение свободного падения.
Из члена определяется высота столба теплопроводной жидкости над портом. Динамическое давление на каждом порту изотермической жидкости зависит от направления потока на этом порту:
где — скорость потока.
Допущения и ограничения
Импульс жидкости теряется на входе в цистерну из-за внезапного расширения в объеме цистерны.
Ненаправленный порт для газа, связанный с отверстием, через которое газ поступает в цистерну или выходит из нее.
Имя для программного использования
gas_port_b1
# A2
—
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Ненаправленный порт для изотермической жидкости, связанный с отверстием, через которое изотермическая жидкость поступает в цистерну или выходит из нее.
Имя для программного использования
isothermal_liquid_port_a
# B2
—
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Ненаправленный порт для изотермической жидкости, связанный с дополнительным отверстием, через которое изотермическая жидкость поступает в цистерну или выходит из нее.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Число портов значение 2, 3, 4, 5 или 6.
Имя для программного использования
isothermal_liquid_port_b
# C2
—
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Ненаправленный порт для изотермической жидкости, связанный с дополнительным отверстием, через которое изотермическая жидкость поступает в цистерну или выходит из нее.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Число портов значение 3, 4, 5 или 6.
Имя для программного использования
isothermal_liquid_port_c
# D2
—
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Ненаправленный порт для изотермической жидкости, связанный с дополнительным отверстием, через которое изотермическая жидкость поступает в цистерну или выходит из нее.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Число портов значение 4, 5 или 6.
Имя для программного использования
isothermal_liquid_port_d
# E2
—
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Ненаправленный порт для изотермической жидкости, связанный с дополнительным отверстием, через которое изотермическая жидкость поступает в цистерну или выходит из нее.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Число портов значение 5 или 6.
Имя для программного использования
isothermal_liquid_port_e
# F2
—
порт изотермической жидкости
изотермическая жидкость
Details
Ненаправленный порт для изотермической жидкости, связанный с дополнительным отверстием, через которое изотермическая жидкость поступает в цистерну или выходит из нее.
Зависимости
Чтобы использовать этот порт, установите для параметра Число портов значение 6.
#Параметризация объема резервуара —
параметризация объема цистерны
Постоянная площадь сечения | Табличная - объем и высота уровня жидкости
Details
Выберите параметризацию объема цистерны:
Постоянная площадь сечения — цистерна постоянного сечения. Задается постоянная площадь поперечного сечения цистерны.
Табличная - объем и высота уровня жидкости — табличные данные зависимости объема от уровня изотермической жидкости. Задаются векторы объема и уровня изотермической жидкости.
Значения
Constant cross-section area | Tabulated data - volume vs. level
Площадь поперечного сечения цистерны в горизонтальной плоскости. Предполагается, что эта величина постоянна в допустимом диапазоне уровней жидкости. Этот параметр используется для вычисления объема изотермической жидкости внутри цистерны.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация объема резервуара значение Постоянная площадь сечения.
#Вектор высоты уровня жидкости —
вектор значений уровня изотермической жидкости в цистерне
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Details
Вектор уровней изотермической жидкости для табличной параметризации переменной площади цистерны. Значения в этом векторе должны соответствовать значениям параметра Вектор объема жидкости. Элементы должны быть положительные и перечислены в порядке возрастания. Первый элемент должен быть равен 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация объема резервуара значение Табличная - объем и высота уровня жидкости.
Единицы измерения
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию
[0.0, 3.0, 5.0] m
Имя для программного использования
level_vector
Вычисляемый
Да
#Вектор объема жидкости —
вектор значений объема жидкости при заданных уровнях изотермической жидкости в цистерне
l | gal | igal | m^3 | cm^3 | ft^3 | in^3 | km^3 | mi^3 | mm^3 | um^3 | yd^3 | N*m/Pa | N*m/bar | lbf*ft/psi | ft*lbf/psi
Details
Вектор значений объема изотермической жидкости в цистерне для табличной параметризации переменной площади цистерны. Значения в этом векторе должны соответствовать значениям в параметре Вектор высоты уровня жидкости. Элементы должны быть положительные и перечислены в порядке возрастания. Первый элемент должен быть равен 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация объема резервуара значение Табличная - объем и высота уровня жидкости.
#Вектор высоты портов A2 и B2 —
вектор высот входных портов A2 и B2 для изотермической жидкости
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Details
Вектор высот входных портов A2 и B2. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.1 m. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 2.
Единицы измерения
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию
[0.1, 0.1] m
Имя для программного использования
liquid_ports_ab_height_vector
Вычисляемый
Да
#Вектор площади поперечного сечения отверстий портов A2 и B2 —
вектор площадей поперечного сечения входных портов A2 и B2 для изотермической жидкости
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2
Details
Вектор площадей поперечного сечения входных портов A2 и B2 для изотермической жидкости. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.01 m^2. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 2.
#Вектор высоты портов A2, B2, C2 —
вектор высот входных портов A2, B2 и C2 для изотермической жидкости
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Details
Вектор высот входных портов A2, B2 и C2. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.1 m. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 3.
Вектор площадей поперечного сечения входных портов A2, B2 и C2 для изотермической жидкости. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.01 m^2. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 3.
#Вектор высоты портов A2, B2, C2, D2 —
вектор высот входных портов A2, B2, C2 и D2 для изотермической жидкости
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Details
Вектор высот входных портов A2, B2, C2 и D2. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.1 m. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 4.
Вектор площадей поперечного сечения входных портов A2, B2, C2 и D2 для изотермической жидкости. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.01 m^2. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 4.
#Вектор высоты портов A2, B2, C2, D2, E2 —
вектор высот входных портов A2, B2, C2, D2 и E2 для изотермической жидкости
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Details
Вектор высот входных портов A2, B2, C2, D2 и E2. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.1 m. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 5.
Вектор площадей поперечного сечения входных портов A2, B2, C2, D2 и E2 для изотермической жидкости. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.01 m^2. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 5.
#Вектор высоты портов A2, B2, C2, D2, E2, F2 —
вектор высот входных портов A2, B2, C2, D2, E2 и F2 для изотермической жидкости
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Details
Вектор высот входных портов A2, B2, C2, D2, E2 и F2. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.1 m. Каждый элемент этого вектора должен быть больше или равен 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 6.
Вектор площадей поперечного сечения входных портов A2, B2, C2, D2, E2 и F2 для изотермической жидкости. Каждый элемент вектора соответствует входному порту, начиная с порта A2. Высота по умолчанию для каждого входного порта равна 0.01 m^2. Каждый элемент этого вектора должен быть больше 0.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Число портов значение 6.
#Сообщение о превышении максимальной емкости —
уведомление о превышении объема цистерны
Ничего | Ошибка
Details
Нужно ли получать уведомление, если во время симуляции объем жидкости в цистерне превысит значение параметра Максимальный объем резервуара для жидкости. Установите для этого параметра значение Ничего, чтобы не получать уведомление о превышении объема цистерны. Установите значение Ошибка, чтобы симуляция прекратилась, когда это произойдет.
Значения
None | Error
Значение по умолчанию
None
Имя для программного использования
capacity_assert_action
Вычисляемый
Нет
#Максимальный объем резервуара для жидкости —
предел заполнения цистерны
l | gal | igal | m^3 | cm^3 | ft^3 | in^3 | km^3 | mi^3 | mm^3 | um^3 | yd^3 | N*m/Pa | N*m/bar | lbf*ft/psi | ft*lbf/psi
Details
Предел заполнения цистерны.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Сообщение о превышении максимальной емкости значение Ошибка.