Объект: PT02PR
Библиотека: PneumaticsThermo
Имя на уровне решателя: PT02PR
Аннотация: Вентилятор с заданной эмпирической зависимостью
Обозначение:
Порты (степени свободы) компонента:
№ |
Обозначение порта |
Тип |
Наименование порта |
|---|---|---|---|
1 |
PNEUMATIC |
PNEUMATIC |
Теплогидравлический порт 2 |
Пользовательские параметры модели:
№ |
Параметр |
Тип |
Описание |
Единица |
Значение по умолч. |
|---|---|---|---|---|---|
1 |
D |
real |
Диаметр элемента, м |
m |
0.01 |
2 |
Fluid |
Имя объекта свойств среды, - |
Fluid |
||
3 |
L |
real |
Длина элемента, м |
m |
0.01 |
4 |
P0 |
real |
Начальное давление на элементе, Па |
Pa |
101325 |
5 |
Q_zero |
real |
Максимальный объемный расход, м3/с |
m**3/s |
0.1 |
6 |
T0 |
real |
Начальная температура элемента, К |
K |
293.15 |
7 |
dP_reference_point |
real |
Перепад давления в точке зануления расхода, Па |
Pa |
1e5 |
Расчетные и измеряемые величины:
№ |
Параметр |
Описание |
Единица |
|---|---|---|---|
1 |
V_Pressure1 |
Давление на порте |
Pa |
2 |
V_SpecificEnthalpy1 |
Удельная энтальпия; |
J/kg |
3 |
V_Density1 |
Плотность рабочей среды; |
kg/m**3 |
4 |
V_Temperature1 |
Температура рабочей среды на порте; |
K |
5 |
S_MassFlow1 |
Массовый расход на порте ; |
kg/s |
6 |
S_EnthalpyFlow1 |
Поток энтальпии на порте ; |
W |
7 |
V_Pressure2 |
Давление на порте |
Pa |
8 |
V_SpecificEnthalpy2 |
Удельная энтальпия; |
J/kg |
9 |
V_Density2 |
Плотность рабочей среды; |
kg/m**3 |
10 |
V_Temperature2 |
Температура рабочей среды на порте; |
K |
11 |
S_MassFlow2 |
Массовый расход на порте ; |
kg/s |
12 |
S_EnthalpyFlow2 |
Поток энтальпии на порте ; |
W |
Пример использования компонента
Модель вентилятора с заданной эмпирической зависимостью (PT02PR)
Элемент моделирует вентилятор (компрессор), объемный расход которого зависит от перепада давления на портах в соответствии с заданной эмпирической формулой. Характеристика вентилятора задаётся максимальным объемным расходом Q_zero и перепадом давления в точке зануления расхода dP_reference_point. Учитывает диаметр и длину элемента, начальные давление и температуру, а также свойства рабочей среды. Используется в пневматических и термодинамических системах для моделирования вентиляторов, компрессоров и других лопаточных машин.
Из-за изменения перепада давлений с 0 до 200000 Па происходит изменение объемного расхода через вентилятор.
Начальные данные:
Схема тестирования:
Схема содержит вентилятор PT02PR1, включённый между двумя граничными условиями PT1SPT1 и PT2SPT1 с начальным давлением 101300 Па и температурой 300 К. Перепад давления на вентиляторе создаётся трапециевидным источником TrapeziumSource, который изменяет давление от 101300 до 301300 Па (перепад от 0 до 200000 Па) с передним фронтом 2 с и временем удержания 3 с. Датчики измеряют перепад давления (d_p) и объемный расход (Q_v). Характеристика вентилятора задана параметрами Q_zero = 0.1 м³/с и dP_reference_point = 100000 Па.
Результат:
Изначально перепад давлений нулевой. Объемный расход при данном перепаде соответствует параметру Q_zero — максимальному расходу = 0.1 м³/с. Затем давление уменьшается, согласно закону:
где: \(Q_0 = 0.1\) м³/с, \(\Delta P_0 = 100000\) Па.
При \(\Delta P \ge \Delta P_0\) \(Q_v = 0\).
Проверим соответствие точек графика теоретической зависимости объемного расхода от \(\Delta P\), где \(Q_v\) вычисляется через среднюю плотность на портах вентилятора и массовый расход:
На графике d_p показано линейное возрастание перепада давления
от 0 до 200000 Па за 2 секунды, после чего давление стабилизируется.
На графике Q_v показано изменение объемного расхода: при увеличении
перепада расход уменьшается в соответствии с заданной эмпирической
зависимостью и при достижении перепада 100000 Па становится равным
нулю. Это подтверждает корректность работы модели вентилятора
с заданной эмпирической зависимостью.
Схема теста
Рисунок 1 - Схема теста
Графики результатов теста
Рисунок 2 - Перепад давления d_p
Рисунок 3 - Объемный расход Q_v