Аккумулятор с камерой для газа в сети теплопроводной жидкости.
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
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
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.
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.
#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
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.
Коэффициент жесткости верхнего и нижнего жестких ограничителей аккумулятора. Жесткие ограничители используются для ограничения объема жидкости между нулем и объемом камеры для жидкости.
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.