Документация Engee

Gas-Charged Accumulator (TL)

Аккумулятор с камерой для газа в сети теплопроводной жидкости.

gas charged accumulator tl

Описание

Блок Gas-Charged Accumulator (TL) представляет собой аккумулятор с камерой для газа в сети теплопроводной жидкости. Аккумулятор состоит из камеры, предварительно заполненной газом, и камеры для теплопроводной жидкости. Камеры разделены диафрагмой, поршнем или любым другим разделителем.

Схема аккумулятора

gas charged accumulator tl 1 ru

Когда давление жидкости на входе в аккумулятор становится больше, чем давление в предварительно заполненной газом камере, жидкость поступает в аккумулятор и сжимает газ. Снижение давления жидкости приводит к декомпрессии газа и выбросу накопленной жидкости в систему.

Движение разделителя ограничивается жестким ограничителем, когда объем жидкости равен нулю или когда объем жидкости равен вместимости камеры для жидкости. Если заданная жесткость пружины слишком мала, то объем жидкости может кратковременно опуститься ниже нуля или подняться выше объема емкости. Используйте параметр Hard-stop stiffness coefficient, чтобы исправить это.

Сохранение массы

Уравнение сохранения массы в камере для жидкости имеет вид:

где

  • — плотность теплопроводной жидкости;

  • — изотермический модуль упругости;

  • — коэффициент изобарного теплового расширения;

  • — давление теплопроводной жидкости;

  • — температура теплопроводной жидкости;

  • — массовый расход теплопроводной жидкости, поступающей в аккумулятор через порт A.

Блок вычисляет изменение объема камеры для жидкости во времени, используя уравнения:

где

  • — коэффициент жесткости ограничителя, значение параметра Hard-stop stiffness coefficient;

  • — коэффициент демпфирования ограничителя, значение параметра Hard-stop damping coefficient;

  • — массовый расход жидкости в камере, когда разделитель аккумулятора соприкасается с верхним жестким ограничителем:

  • — массовый расход жидкости в камере, когда разделитель аккумулятора соприкасается с нижним жестким ограничителем:

Сохранение импульса

Сохранение импульса представлено следующим уравнением:

где — контактное давление жесткого ограничителя:

Сохранение энергии

Уравнение сохранения энергии в камере для жидкости имеет вид:

где

  • — удельная внутренняя энергия теплопроводной жидкости;

  • — поток энергии в камеру для жидкости через входное отверстие аккумулятора;

  • — поток энергии в камеру для жидкости через стенку аккумулятора.

Объемы камер

Объем жидкости в аккумуляторе — это разница между общим объемом аккумулятора и объемом газа:

где

  • — общий объем аккумулятора;

  • — объем жидкости в аккумуляторе;

  • — объем газа в аккумуляторе;

Объемы камер

gas charged accumulator il 1

Рабочий объем камеры для жидкости — это разница между общим объемом аккумулятора и минимальный объем камеры для газа, когда камера для жидкости заполнена:

где

  • — объем камеры для жидкости;

  • — минимальный объем камеры для газа, небольшая часть камеры, которая остается заполнена газом, когда камера для жидкости заполнена.

Зависимость давления и объема газа между текущим состоянием и состоянием предварительной зарядки является политропной:

где

  • — давление в камере для газа на данном временном шаге;

  • — объем газа в аккумуляторе на данном временном шаге;

  • — давление в камере для газа, когда камера для жидкости пуста;

  • — общий объем камеры для жидкости;

  • — показатель политропы.

Допущения и ограничения

  • Сжатие газа рассматривается как политропный процесс.

  • Нагрузка на разделитель не учитывается.

  • Влияние инерции жидкости не учитывается.

Порты

Ненаправленные

# A — входной порт теплопроводной жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Порт теплопроводной жидкости, соответствует входу в аккумулятор. Расход положительный, если жидкость поступает в аккумулятор.

Имя для программного использования

port

# H — тепловой порт
тепло

Details

Тепловой порт, связанный с теплоемкостью объема жидкости.

Имя для программного использования

thermal_port

Параметры

Parameters

# Total accumulator volume — общий объем аккумулятора
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

Общий объем аккумулятора, включая камеру для жидкости и камеру для газа, он равен сумме объема камеры для жидкости и минимального объема камеры для газа.

Значения

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

8e-3 m^3

Имя для программного использования

V_capacity

# Minimum gas volume — минимальный объем камеры для газа
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

Минимальный объем камеры для газа, небольшая часть камеры, которая остается заполнена газом, когда камера для жидкости заполнена.

Значение этого параметра должно быть ненулевым, чтобы избежать деления на ноль, когда камера для жидкости заполнена.

Значения

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

4e-5 m^3

Имя для программного использования

dead_volume

# Precharge pressure (gauge) — давление в камере для газа
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Начальное избыточное давление в пустой камере аккумулятора. Жидкость поступает в аккумулятор, если давление на входе равно или больше давления в предварительно заполненной газом камере.

Значения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Значение по умолчанию

0.0 MPa

Имя для программного использования

p_precharge

# Specific heat ratio — коэффициент удельной теплоемкости

Details

Коэффициент удельной теплоемкости (адиабатический показатель).

Параметр необходим для учета теплообмена, обычно его значение находится между 1 и 2, в зависимости от свойств газа в камере.

Для сухого воздуха при 20°C значение адиабатического показателя для изотермического процесса равно 1, а для адиабатического (и изоэнтропийного) процесса — 1.4.

Значение по умолчанию

1.4

Имя для программного использования

polytropic_exponent

# Cross-sectional area at port A — площадь поперечного сечения отверстия
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь поперечного сечения отверстия на входе в аккумулятор.

Значения

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

port_area

# Hard-stop stiffness coefficient — коэффициент жесткости
MPa/m^3

Details

Коэффициент жесткости верхнего и нижнего жестких ограничителей аккумулятора. Жесткие ограничители используются для ограничения объема жидкости между нулем и объемом камеры для жидкости.

Значения

MPa/m^3

Значение по умолчанию

1e4 MPa/m^3

Имя для программного использования

k_hard_stop

# Hard-stop damping coefficient — коэффициент демпфирования
MPa*s/m^6

Details

Коэффициенты демпфирования верхнего и нижнего жестких ограничителей аккумулятора. Жесткие ограничители используются для ограничения объема жидкости между нулем и объемом камеры для жидкости. Коэффициенты демпфирования учитывают диссипативную часть контактных сил жестких упоров.

Значения

MPa*s/m^6

Значение по умолчанию

1e4 MPa*s/m^6

Имя для программного использования

C_hard_stop