Камера постоянного объема (П)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок Камера постоянного объема (П) моделирует накопление массы и энергии в камере, содержащей фиксированный объем теплоносителя.

Пользователь может задать от 1 до 4х входных портов, через которые протекает теплоноситель.

Объем теплоносителя может обмениваться теплом с тепловой сетью, например, теплообмен с окружающей средой через Тепловой порт блока.

Среда поступает в камеру, когда давление перед входом превышает давление в камере, и выходит, когда перепад давления меняется на противоположный.

Предполагается, что сопротивление потоку между входом и внутренней частью камеры пренебрежимо мало. Таким образом, давление внутри камеры равно давлению на входных портах.

Аналогично, тепловое сопротивление между тепловым портом и внутренней частью камеры пренебрежимо мало и температура внутри равна температуре в тепловом порте.

Расчёт массового расхода

Закон сохранения массы (1):

(1)#\[\dot{m_1}+\dot{m_2}+\dot{m_3}+\dot{m_4}=(\frac{\delta M}{\delta p}\cdot\frac{dp}{dt}+\frac{\delta M}{\delta T} \cdot \frac{dT}{dt})\]

где:

\(\frac{\delta M}{\delta p}\) - частная производная массы газа по давлению при постоянной температуре и объёме;

\(\frac{\delta M}{\delta T}\) - частная производная массы газа по температуре при постоянном давлении и температуре;

\(\dot{m_1}\), \(\dot{m_2}\), \(\dot{m_3}\), \(\dot{m_4}\) - массовые расходы через входные порты, [кг/с].

Для идеального газа (2),(3):

(2)#\[\frac{\delta M}{\delta p}=V \cdot \frac{\rho}{p}\]

(3)#\[\frac{\delta M}{\delta T}=-V \cdot \frac{\rho}{T}\]

где:

p - давление среды в камере, [Па];

T - температура среды в камере, [℃];

ρ - плотность среды в камере, [кг/м\(^3\)];

V - объем камеры, [м\(^3\)].

Энергетический баланс

Закон сохранения энергии (4) :

(4)#\[\phi_1+\phi_2+\phi_3+\phi_4+Q=\frac{\delta U}{\delta p} \cdot\frac{dp}{dt}+\frac{\delta U}{\delta T} \cdot\frac{dT}{dt}\]

где:

\(\frac{\delta U}{\delta p}\) - частная производная внутренней энергии газа по давлению при постоянной температуре и объёме;

\(\frac{\delta U}{\delta T}\) - частная производная внутренней энергии газа по температуре при постоянном давлении и температуре;

Q - тепловой поток через тепловой порт;

\(\phi_1\), \(\phi_2\), \(\phi_3\), \(\phi_4\) - потоки энергии через входные порты.

Для идеального газа (5), (6):

(5)#\[\frac{\delta U}{\delta p}=V \cdot (\frac{h}{Z \cdot R \cdot T}-1)\]

(6)#\[\frac{\delta U}{\delta T}=V \cdot \rho \cdot (с_p -\frac{h}{T})\]

где:

Z - коэффициент сжимаемости;

R - удельная газовая постоянная;

h - энтальпия среды в камере;

\(c_p\) - удельная изобарная теплоемкость.

Баланс импульса

p=p\(_1\)=p\(_2\)=p\(_3\)=p\(_4\)

где \(p_1\), p\(_2\), p\(_3\), p\(_4\) - давление входных портов.

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Число входных портов: 1; 2; 3; 4	1	-	-
Объём камеры	2.0	-	м\(^3\)
Площадь проходного сечения входного порта 1	0.01	-	м\(^2\)
Площадь проходного сечения входного порта 2, доступно когда `Число входных портов` - `2`, `3` или `4`	0.01	-	м\(^2\)
Площадь проходного сечения входного порта 3, доступно когда `Число входных портов` - `3` или `4`	0.01	-	м\(^2\)
Площадь проходного сечения входного порта 4, доступно когда `Число входных портов` - `4`	0.01	-	м\(^2\)
Начальная температура среды в камере	20.0	-	°C
Начальное избыточное давление среды в камере	0.0	-	Па

2. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Вход	Вход	-	-	Пневматика
Вход, доступен когда `Число входных портов` - `2`, `3` или `4`	Вход	-	-	Пневматика
Вход, доступен когда `Число входных портов` - `3` или `4`	Вход	-	-	Пневматика
Вход, доступен когда `Число входных портов` - `4`	Вход	-	-	Пневматика
Тепловой порт	Вход	-	-	Теплопередача

Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков

3. Примеры использования#

С примерами использования данного блока можно ознакомиться в следующих разделах:

Уроки;
Практическое руководство;
Описание Демо-проектов.

Уроки

Библиотека	Название урока
`Пневматика`	Истечение газа в баллон через трубку с сужением

Практическое руководство

Раздел	Название руководства
Проектирование систем жизнеобеспечения	Разработка модели теплового состояния помещения