Термодинамическая модель бака
 |
 |
|
| в палитре | на схеме |
Описание
Блок предназначен для оценок внутрибаковых параметров в однородном по температуре и давлению приближении. Модель учитывает все этапы эксплуатации бака, включая заправку, бездренажное хранение, дренаж газа из подушки и отбор топлива в двигатель с одновременным наддувом парами компонента топлива и/или сторонним газом.
Входные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| vap_in | Порт для передачи значений параметров наддува бака парами компонента топлива. Значение передаётся в форме массива из двух элементов: первый – расход, второй – температура | Математическая |
| gas_out | Порт для передачи значения расхода газа через дренажное отверстие бака | Математическая |
| gas_in | Порт для передачи значений параметров наддува бака сторонним газом. Значение передаётся в форме массива из двух элементов: первый – расход, второй – температура | Математическая |
| Q | Порт для передачи значения интегрального теплового потока внутрь бака через стенку | Математическая |
| fuel_in | Порт для передачи значений параметров заправки бака жидким компонентом топлива. Значение передаётся в форме массива из двух элементов: первый – расход, второй – температура | Математическая |
| fuel_out | Порт для передачи значения расхода жидкого компонента топлива из бака | Математическая |
Выходные порты
Блок не имеет выходных портов.
Свойства
| Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
|---|---|---|---|---|
| Конфигурация | Группа свойств, определяющих конфигурацию | |||
| Объём бака, м³ | V_tnk | Внутренний объём бака | 10 | Вещественное |
| Суммарная теплоёмкость стенки бака и внутрибаковых устройств, Дж/К | C_wll | Суммарная теплоёмкость стенки бака и внутрибаковых устройств | 0 | Вещественное |
| Начальные условия | Группа свойств, определяющих начальную конфигурацию | |||
| Начальное давление в баке, Па | p0 | Начальное давление в баке | 101325 | Вещественное |
| Начальная температура топлива в баке, К | T0 | Начальная температура топлива в баке | 20 | Вещественное |
| Степень заполнения, % | fi | Отношение начального объёма жидкого компонента топлива к общему объёму бака | 90 | Вещественное |
| Наддув | Группа свойств, определяющих параметры наддува | |||
| Вещество наддува | PressFluidType | Способ наддува газовой полости бака. Возможные варианты: "Пары компонента", "Сторонний газ", "Комбинированный" | Сторонний газ | Перечисление |
| Свойства вещества | Группа свойств, определяющих параметры вещества | |||
| Таблица свойств компонента | FuelFileName | Таблица из базы данных со свойствами компонента топлива | H2 | Имя файла базы данных |
| Кривая насыщения компонента | FuelSatFileName | Таблица из базы данных с параметрами компонента топлива на кривой насыщения | H | Имя файла базы данных |
| Таблица свойств газа наддува | PressGasFileName | Таблица из базы данных со свойствами стороннего газа. Свойство доступно при выбранном веществе наддува "Сторонний газ" или "Комбинированный" | H2 | Имя файла базы данных |
| Ограничения | Группа свойств, определяющих ограничения | |||
| Максимальная степень заполнения, % | fi_max | Максимально допустимое отношение объёма жидкого компонента топлива к общему объёму бака | 95 | Вещественное |
Параметры
| Название | Имя | Описание (опционально) | Тип данных |
|---|---|---|---|
| Давление, Па | p_tnk | Давление в баке | Вещественное |
| Парциальное давление паров компонента, Па | p_vap | Парциальное давление паров компонента в баке | Вещественное |
| Парциальное давление стороннего газа, Па | p_gas | Парциальное давление стороннего газа в баке | Вещественное |
| Температура, К | T_tnk | Температура в баке | Вещественное |
| Объём жидкого топлива, м³ | V_liq | Объём, занимаемый жидким компонентом топлива | Вещественное |
| Объём газовой подушки, м³ | V_gas | Объём газовой подушки | Вещественное |
| Масса жидкого топлива, кг | m_liq | Масса жидкого компонента топлива | Вещественное |
| Масса стороннего газа, кг | m_gas | Масса стороннего газа | Вещественное |
| Масса паров компонента, кг | m_vap | Масса паров компонента топлива | Вещественное |
| Расход на испарение-конденсацию, кг/с | G_phase | Массовый расход при фазовом переходе в баке | Вещественное |
| Теплота фазового перехода, Дж/кг | r | Теплота фазового перехода | Вещественное |
| Плотность паров компонента, кг/м³ | rho_vap | Плотность паров компонента топлива | Вещественное |
| Теплоёмкость паров компонента (V=const), Дж/(кг*К) | Cv_vap | Изохорная теплоёмкость паров компонента топлива | Вещественное |
| Теплоёмкость паров компонента (P=const), Дж/(кг*К) | Cp_vap | Изобарная теплоёмкость паров компонента топлива | Вещественное |
| Газовая постоянная паров компонента, Дж/(кг*К) | R_vap | Газовая постоянная паров компонента топлива | Вещественное |
| Плотность стороннего газа, кг/м³ | rho_gas | Плотность стороннего газа | Вещественное |
| Теплоёмкость стороннего газа (V=const), Дж/(кг*К) | Cv_gas | Изохорная теплоёмкость стороннего газа | Вещественное |
| Теплоёмкость стороннего газа (P=const), Дж/(кг*К) | Cp_gas | Изобарная теплоёмкость стороннего газа | Вещественное |
| Газовая постоянная стороннего газа, Дж/(кг*К) | R_gas | Газовая постоянная стороннего газа | Вещественное |
| Плотность жидкости, кг/м³ | rho_liq | Плотность жидкого компонента топлива | Вещественное |
| Теплоёмкость жидкого компонента, Дж/(кг*К) | C_liq | Теплоёмкость жидкого компонента топлива | Вещественное |
Литература
- Черкасов С.Г., Лаптев И.В., Городнов А.О. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ В КРИОГЕННЫХ ТОПЛИВНЫХ БАКАХ, Космическая техника и технологии. 2020. № 2 (29). с. 50-60.