Документация Engee

Tank (G-IL)

Цистерна под давлением с изменяемым объемом газа и изотермической жидкости.

Тип: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Volumes.GasPressurizedTank

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Tanks & Accumulators/Tank (G-IL)

Описание

Блок Tank (G-IL) 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.

tank g il ru

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 Number of inlets:

Значение параметра Number of inlets 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:

где — температура, а производные по давлению и температуре зависят от типа газа, указанного в блоке Свойства газа (Г). Уравнения для определения производных приведены в Преобразование в поступательное движение (Г).

Уравнение сохранения массы для объема газа имеет вид

Сохранение энергии

Скорость накопления энергии в объеме газа составляет:

где

  • — полная энергия объема газа;

  • — энтальпия газа;

  • — поток тепловой энергии, поступающей в цистерну через порт H1;

  • — потоки энергии через входные порты для газа.

Производные по давлению и температуре зависят от типа газа, указанного в блоке Свойства газа (Г). Уравнения для определения производных приведены в Преобразование в поступательное движение (Г).

Сохранение импульса

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.

Порты

Ненаправленные

# H1 — тепловой порт
тепло

Details

Теплопередача у стенки цистерны для объема газа.

Имя для программного использования

gas_thermal_port

# A1 — порт для газа
газ

Details

Ненаправленный порт для газа, связанный с отверстием, через которое газ поступает в цистерну или выходит из нее.

Имя для программного использования

gas_port_a1

# B1 — порт для газа
газ

Details

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 Number of inlets 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 Number of inlets 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 Number of inlets 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 Number of inlets 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 Number of inlets значение 6.

Имя для программного использования

isothermal_liquid_port_f

Выход

# V — объем изотермической жидкости
скаляр

Details

Объем изотермической жидкости в цистерне в м3.

Типы данных

Float64

Поддержка комплексных чисел

Нет

# L — уровень изотермической жидкости
скаляр

Details

Уровень изотермической жидкости относительно дна цистерны в м.

Типы данных

Float64

Поддержка комплексных чисел

Нет

Параметры

Parameters

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

Details

Количество портов изотермической жидкости для блока.

Значения

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6

Значение по умолчанию

1

Имя для программного использования

port_count

Вычисляемый

Нет

# Total tank volume — общий объем газа и изотермической жидкости
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

Суммарный объем газа и изотермической жидкой в цистерне.

Единицы измерения

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

Значение по умолчанию

10.0 m^3

Имя для программного использования

V_total

Вычисляемый

Да

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

Details

Выберите параметризацию объема цистерны:

  • Constant cross-section area — цистерна постоянного сечения. Задается постоянная площадь поперечного сечения цистерны.

  • Tabulated data - volume vs. level — 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

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 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

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 Tank volume parameterization значение Constant cross-section area.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

1.0 m^2

Имя для программного использования

tank_cross_section_area

Вычисляемый

Да

# Liquid level vector — 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 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 | 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

# Liquid volume vector — 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 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

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

Значение по умолчанию

[0.0, 4.0, 6.0] m^3

Имя для программного использования

V_liquid_vector

Вычисляемый

Да

# Cross-sectional area vector for inlets A1 and B1 — вектор площадей поперечного сечения входных газовых портов A1 и B1
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Двухэлементный вектор площадей поперечного сечения входных газовых портов A1 и B1.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

[0.01, 0.01] m^2

Имя для программного использования

gas_ports_a1b1_areas_vector

Вычисляемый

Да

# Inlet height at port A2 — высота входного порта A2 для изотермической жидкости
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Высота входного порта A2 для изотермической жидкости.

Зависимости

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

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Значение по умолчанию

0.1 m

Имя для программного использования

liquid_port_a_height

Вычисляемый

Да

# Площадь поперечного сечения отверстия порта A2 — площадь поперечного сечения входного порта A2 для изотермической жидкости
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь поперечного сечения входного порта A2 для изотермической жидкости.

Зависимости

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

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

0.01 m^2

Имя для программного использования

liquid_port_a_area

Вычисляемый

Да

# Height vector for inlets A2 and 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 Number of inlets 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

# Cross-sectional area vector for inlets A2 and 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 Number of inlets значение 2.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

[0.01, 0.01] m^2

Имя для программного использования

liquid_ports_ab_area_vector

Вычисляемый

Да

# Height vector for inlets A2, B2, and 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 Number of inlets значение 3.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Значение по умолчанию

[0.1, 0.1, 0.1] m

Имя для программного использования

liquid_ports_abc_height_vector

Вычисляемый

Да

# Cross-sectional area vector for inlets A2, B2, and C2 — вектор площадей поперечного сечения входных портов A2, B2 и C2 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, 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 Number of inlets значение 3.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

[0.01, 0.01, 0.01] m^2

Имя для программного использования

liquid_ports_abc_area_vector

Вычисляемый

Да

# Height vector for inlets A2, B2, C2, and 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 Number of inlets значение 4.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Значение по умолчанию

[0.1, 0.1, 0.1, 0.1] m

Имя для программного использования

liquid_ports_abcd_height_vector

Вычисляемый

Да

# Cross-sectional area vector for inlets A2, B2, C2, and D2 — вектор площадей поперечного сечения входных портов A2, B2, C2 и D2 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, 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 Number of inlets значение 4.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

[0.01, 0.01, 0.01, 0.01] m^2

Имя для программного использования

liquid_ports_abcd_area_vector

Вычисляемый

Да

# Height vector for inlets A2, B2, C2, D2, and 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 Number of inlets значение 5.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Значение по умолчанию

[0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1] m

Имя для программного использования

liquid_ports_abcde_height_vector

Вычисляемый

Да

# Cross-sectional area vector for inlets A2, B2, C2, D2, and E2 — вектор площадей поперечного сечения входных портов A2, B2, C2, D2 и E2 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, 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 Number of inlets значение 5.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

[0.01, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01] m^2

Имя для программного использования

liquid_ports_abcde_area_vector

Вычисляемый

Да

# Height vector for inlets A2, B2, C2, D2, E2, and 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 Number of inlets значение 6.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Значение по умолчанию

[0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1] m

Имя для программного использования

liquid_ports_abcdef_height_vector

Вычисляемый

Да

# Cross-sectional area vector for inlets A2, B2, C2, D2, E2, and F2 — вектор площадей поперечного сечения входных портов A2, B2, C2, D2, E2 и F2 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, 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 Number of inlets значение 6.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Значение по умолчанию

[0.01, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01, 0.01] m^2

Имя для программного использования

liquid_ports_abcdef_area_vector

Вычисляемый

Да

# 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 значение параметра Maximum tank liquid capacity. Установите для этого параметра значение None, чтобы не получать уведомление о превышении объема цистерны. Установите значение Error, чтобы симуляция прекратилась, когда это произойдет.

Значения

None | Error

Значение по умолчанию

None

Имя для программного использования

capacity_assert_action

Вычисляемый

Нет

# Maximum tank liquid capacity — 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 Liquid volume above max capacity значение Error.

Единицы измерения

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

Значение по умолчанию

10.0 m^3

Имя для программного использования

V_liquid_capacity

Вычисляемый

Да

# Ускорение свободного падения — ускорение свободного падения
gee | m/s^2 | cm/s^2 | ft/s^2 | in/s^2 | km/s^2 | mi/s^2 | mm/s^2

Details

Ускорение свободного падения.

Единицы измерения

gee | m/s^2 | cm/s^2 | ft/s^2 | in/s^2 | km/s^2 | mi/s^2 | mm/s^2

Значение по умолчанию

9.81 m/s^2

Имя для программного использования

g

Вычисляемый

Да