Сопротивление потоку (ВВ)

Обобщенное сопротивление в сети влажного воздуха.

Тип: AcausalFoundation.MoistAir.Elements.FlowResistance

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fundamental/Moist Air/Elements/Flow Resistance (MA)

Описание

Блок Сопротивление потоку (ВВ) моделирует общее падение давления в сети влажного воздуха. Падение давления пропорционально квадрату массового расхода и обратно пропорционально плотности влажного воздуха. Коэффициент пропорциональности определяется, исходя из номинального рабочего состояния, указанного в параметрах блока.

Этот блок применяется, когда о компоненте известно только падение давления в зависимости от массового расхода и нет подробной информации о геометрии.

Сохранение массы:

где

— массовый расход;
Нижние индексы и — порты A и B соответственно;
Нижние индексы и указывают на свойства водяного пара и газовых примесей соответственно.

Энергетический баланс:

где и — поток энергии через порты A и B соответственно.

Если значение параметра Номинальная плотность смеси, , больше нуля, то блок вычисляет падение давления как:

где

и — давления на портах A и B соответственно;
— доля массового расхода для ламинарно-турбулентного перехода;
— давление на входе ( и в зависимости от направления течения);
— температура на входе ( и в зависимости от направления течения);
— коэффициент пропорциональности, рассчитанный на основе номинальных значений:

.

Если значение параметра Номинальная плотность смеси, , равно нулю, то блок вычисляет падение давления как:

где — коэффициент пропорциональности:

Сопротивление потоку считается адиабатическим, поэтому удельные полные энтальпии смеси равны:

Допущения и ограничения

Сопротивление адиабатическое. Блок не обменивается теплом с окружающей средой.
Предполагается, что падение давления пропорционально квадрату массового расхода смеси и обратно пропорционально плотности смеси.

Порты

Ненаправленные

# A — вход или выход
влажный воздух

Details

Порт влажного воздуха, соответствует входу или выходу обобщенного сопротивления. Этот блок не имеет определенной направленности.

Имя для программного использования

port_a

# B — вход или выход
влажный воздух

Details

Имя для программного использования

port_b

Параметры

# Номинальный перепад давления — падение давления при известном рабочем режиме
Па | мкПа | hPa | кПа | МПа | ГПа | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | бар | кбар | атм | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

Перепад давления от входа к выходу при известном рабочем режиме. Блок использует номинальные параметры для вычисления коэффициента пропорциональности между перепадом давления и массовым расходом.

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	`0.001 MPa`
Имя для программного использования	`delta_p_nominal`
Вычисляемый	Да

Details

Массовый расход от входа к выходу при известном рабочем режиме. Блок использует номинальные параметры для вычисления коэффициента пропорциональности между перепадом давления и массовым расходом.

Единицы измерения	`kg/s` \| `kg/hr` \| `kg/min` \| `g/hr` \| `g/min` \| `g/s` \| `t/hr` \| `lbm/hr` \| `lbm/min` \| `lbm/s`
Значение по умолчанию	`0.1 kg/s`
Имя для программного использования	`mdot_nominal`
Вычисляемый	Да

# Номинальная плотность смеси — плотность при известном рабочем режиме
кг/м^3 | g/m^3 | г/см^3 | g/mm^3 | lbm/ft^3 | lbm/gal | lbm/in^3

Details

Массовая плотность внутри обобщенного сопротивления при известном рабочем режиме. Блок использует номинальные параметры для вычисления коэффициента пропорциональности между перепадом давления и массовым расходом. Установите этот параметр равным нулю, чтобы игнорировать зависимость перепада давления от плотности влажного воздуха.

Единицы измерения	`kg/m^3` \| `g/m^3` \| `g/cm^3` \| `g/mm^3` \| `lbm/ft^3` \| `lbm/gal` \| `lbm/in^3`
Значение по умолчанию	`0.0 kg/m^3`
Имя для программного использования	`rho_nominal`
Вычисляемый	Да

# Площадь поперечного сечения отверстий портов A и B — площадь потока на портах обобщенного сопротивления
м^2 | мкм^2 | мм^2 | см^2 | км^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Площадь потока на портах обобщенного сопротивления. Предполагается, что порты идентичны по размеру.

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_area`
Вычисляемый	Да

# Доля номинального массового расхода смеси для перехода от ламинарного к турбулентному течению — отношение порогового расхода к номинальному массовому расходу

Details

Отношение порогового массового расхода к номинальному массовому расходу. Блок использует этот параметр для вычисления порогового массового расхода и для установки пределов линеаризации для перепада давления.

Значение по умолчанию	`1.e-3`
Имя для программного использования	`laminar_fraction`
Вычисляемый	Да

Примеры

Моделирование системы искуственной вентиляции лёгких