 |
 |
|
| в палитре | на схеме |
Блок реализует модель зазора в коаксиальной трубе. Формулы расчета коэффициента трения, а
также теплопередачи к стенке реализованы для геометрии коаксиальной трубы, а тепловые
стркутуры (стенки) могут быть подключены как к наружной стороне зазора, так и к внутренней, в
отличие от канала или трубы (Рисунок 1). Блок моделирует течение жидкости в кольцевом зазоре между
двумя коаксиальными трубами.
Рисунок 1. Блок кольцевого зазора с подключенными наружной и внутренней стенками на схеме
Блок размещается на схеме аналогично блоку «Канал». Свойства и параметры блока аналогичны свойствам и параметрам канала, за исключением задания одного или двух тепловых портов через свойства isHeat1 и isHeat2, а также расчет двух коэффициентов теплоотдачи _Alfa1 и _Alfa2 (и сопутствующих величин).
на схеме модели блока «Кольцевой зазор» представлена на рисунке (Рисунок 2).
Рисунок 2. на схеме модели кольцевого зазора с количеством элементов N = 3
Совместимые блоки
Блок «Кольцевой зазор» может быть соединен с другими блоками посредством гидравлических и тепловых связей.
Соединение блока «Кольцевой зазор» с помощью гидравлических связей возможно со
следующими блоками:
Соединение блока «Кольцевой зазор» с помощью тепловых связей возможно со
следующими блоками:
Входные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| HydroPort0 | Гидравлический порт для подключения совместимых блоков | Гидравлическая |
| HEAT1PORT | Тепловая связь для подключения блоков подгруппы «Стенки и тепловые структуры» | Тепловая |
Выходные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| HydroPort1 | Гидравлический порт для подключения совместимых блоков | Гидравлическая |
| HEAT2PORT | Тепловая связь для подключения блоков подгруппы «Стенки и тепловые структуры» | Тепловая |
Свойства
| Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
|---|---|---|---|---|
| Наличие тепловой связи внутри стенки | isHeat1 | Включает/выключает входной тепловой порт, к которому следует подключать наружную сторону какой-либо тепловой структуры (стенки). Количество элементов кольцевого зазора N и элементов подключаемой тепловой структуры должно быть одинаковым, равно как и длины элементов | Нет | Двоичное |
| Наличие тепловой связи снаружи стенки | isHeat2 | Включает/выключает выходной тепловой порт, к которому следует подключать внутреннюю сторону какой-либо тепловой структуры (стенки). Количество элементов кольцевого зазора N и элементов подключаемой тепловой структуры должно быть одинаковым, равно как и длины элементов | Нет | Двоичное |
| Количество участков | N | Количество расчетных элементов по длине кольцевого зазора, шт. Минимум 1 | 3 | Целое |
| Внутренний диаметр кольцевого зазора, м | D1 | Внутренний диаметр кольцевого зазора (равен наружному диаметру внутренней трубы) | 0.001 | Вещественное |
| Наружный диаметр кольцевого зазора, м | D2 | Внешний диаметр кольцевого зазора (равен внутреннему диаметру наружной трубы) | 0.011 | Вещественное |
| Длина, м | L | Массив длин элементов кольцевого зазора. Размерность N | [1, 1, 1] | Массив |
| Приращение высоты, м | Dz | Массив приращений по высоте для каждого из элементов блока. Размерность N | [0, 0, 0] | Массив |
| Прямое местное сопротивление | KsiDir | Массив значений для коэффициентов местных сопротивлений в прямом направлении (при значениях расходов на каждой границе между контрольными объемами G(t) > 0). Должен иметь размерность N+1, по числу границ между контрольными объемами | [0.25, 0.25, 0.25, 0.25] | Массив |
| Обратное местное сопротивление | KsiRev | Должен иметь размерность N+1. Аналогично KsiDir, но в обратном направлении, при G(t) < 0 | [0.25, 0.25, 0.25, 0.25] | Массив |
| Коэффициент интенсификации теплообмена | kAlfa | Массив поправочных коэффициентов для уравнений теплообмена с присоединенными тепловыми структурами. Должен иметь размерность N, по числу участков, на которых решаются уравнения теплообмена. Если к зазору подключена тепловая структура (например, стенка), то для каждого элемента зазора вычисляется свой тепловой поток от рабочей среды к стенке, по уравнению вида q(t) = kα*α(t)*ΔT, где ΔT - разница температур теплоносителя и стенки в данном элементе зазора. Если подключено две тепловых структуры снаружи и внутри, то на каждом участке решается два таких уравнения. Для каждого теплоносителя и режима течения уравнение теплообмена записано в соответствующей форме (по имеющейся у разработчиков кода информации). Если по каким-то причинам встроенное в код HS уравнение теплообмена не подходит для конкретного случая, коэфициентом интенсификации kAlfa можно в ту или иную сторону изменить вычисление коэффициента теплоотдачи α1 и α2, и в конечном счете зависимости q(t) от ΔT, для большего соответствия модели физическим реалиям. Рекомендуется задавать значения, не сильно отличные от единицы | [1, 1, 1] | Массив |
| Коэффициент интенсификации сопротивления | kKsi | Должен иметь размерность N+1. Действие коэффициента аналогично kAlfa, только коэффициент оказывает воздействие не на коэффициент теплоотдачи, а на коэффициент распределенного трения для каждой из границ между контрольными объемами, вычисляемый в коде HS для кольцевого зазора и выбранного теплоносителя | [1, 1, 1, 1] | Массив |
| Абсолютная шероховатость, м | Sh | Шероховатость материала поверхностей
трубопроводов, используется при вычислении коэффициента распределенного трения (а
также при вычислении коэффициента теплоотдачи, при наличии теплообмена). Например,
для газового теплоносителя и круглой трубы общая формула для коэффициента местного
сопротивления: ξ(t) = 0.11 · [ (Sh/ Dg) + (68 / Re(t))
]^0.25, где Re(t) - число Рейнольдса Прим.: Подробную информацию про замыкающие
соотношения для различных теплоносителей и геометрий, реализованных в коде HS,
можно найти в каталоге
SimInTech\source\HS_Coolant_libs.
|
[1E-5, 1E-5, 1E-5] | Массив |
| Объемное энерговыделение, Вт/м³ | qv | Массив объемных энерговыделений для каждого из элементов зазора. Должен иметь размерность N. Используется для вычисления источникового члена Qv(i,t) = qv(i,t) · S(i) · L(i) в уравнении энергии. Может быть переменным во времени и отрицательным, если моделируется какой-то сток энергии из теплоносителя | [0, 0, 0] | Массив |
| Расчет критического течения | is_Kr | Признак расчета критического течения | Нет | Двоичное |
| Расчет потерь на ускорение | is_Conv | Признак расчета конвективного члена в уравнении движения | Да | Двоичное |
| Начальные условия | SetInitDistrib | Если установлено в «Нет», то начальные
значения для давлений, энтальпий (и температур), а также расхода будут взяты по
начальным давлениям и энтальпиям в узлах, между которыми расположен кольцевой зазор.
Параметры распределятся линейно между давлением (энтальпией) входа и выхода, а
расход будет взят нулевой. Если установлено в «Да», то начальные значения будут взяты из свойств P0, C_passive_tracer_0, H0, (или T0) и G0 |
Нет | Двоичное |
| Начальное давление, Па | P0 | Массив начальных давлений элементов кольцевого зазора. Должен иметь размерность N. Свойство имеет смысл только при задании SetInitDistrib = «Да» | [100000, 100000, 100000] | Массив |
| Начальная энтальпия, Дж/кг | H0 | Массив начальных энтальпий элементов кольцевого зазора. Должен иметь размерность N. Свойство имеет смысл только при задании SetInitDistrib = «Да», а также DefineParam = «Энтальпия» | [200000, 200000, 200000] | Массив |
| Начальная температура, °С | T0 | Массив начальных температур элементов кольцевого зазора. Должен иметь размерность N. Свойство имеет смысл только при задании SetInitDistrib = «Да», а также DefineParam = «Температура» | [20, 20, 20] | Массив |
| Определяющее свойство | DefineParam | Энтальпия/Температура. Определяет способ, по которому будет вычислена начальная энтальпия в элементах кольцевого зазора - либо по указанной пользователем начальной энтальпии H0, либо энтальпия будет подобрана таким образом, чтобы начальная температура теплоносителя в элементах кольцевого зазора была равна указанной пользователем температуре T0. Вычисления производятся при указанном начальном давлении по таблицам (или формулам) свойств теплоносителя | Температура | Перечисление |
| Начальные условия | Задание начальных условий | |||
| Начальная концентрация пассивных примесей, кг/кг | C_passive_tracer_0 | Матрица начальных концентраций пассивных примесей элементов кольцевого зазора. Должна иметь количество строк N. Свойство имеет смысл только при задании SetInitDistrib = «Да» | Матрица | |
| Начальный расход, кг/с | G0 | Начальный расход в кольцевом зазоре. Скалярная величина (принимается, что в начальный момент времени в кольцевом зазоре существует стационарный процесс с постоянным расходом в каждом элементе), имеет смысл только при задании SetInitDistrib = «Да» | 0 | Вещественное |
Параметры
Прим.: параметры, имеющие размерность N, являются массивами и относятся к элементам
(ячейкам) зазора. Параметры, имеющие размерность N+1 - также массивы, относятся к
границам элементов зазора.
| Название | Имя | Описание | Тип данных |
|---|---|---|---|
| Давление, Па | _p | Давление в элементах зазора. Размерность N | Массив |
| Энтальпия, Дж/кг | _h | Энтальпия теплоносителя в элементах зазора. Размерность N | Массив |
| Температура, °С | _t | Температура теплоносителя в элементах зазора. Размерность N | Массив |
| Концентрация пассивных примесей, кг/кг | _c_passive_tracer | Матрица с концентрациями пассивных примесей в каждом элементе зазора. Размерность NxC, где C - размерность массива пассивных примесей в данном контуре (может быть нулевой, тогда и матрица имеет нулевой размер, точнее N x 0) | Матрица |
| Удельный объем, м³/кг | _v | Удельный объем теплоносителя в элементах зазора. Размерность N | Массив |
| Плотность, кг/м³ | _rho | Плотность теплоносителя в элементах зазора. Размерность N | Массив |
| Массовый расход, кг/с | _g | Расход массовый по границам элементов. Размерность N+1 | Массив |
| Объемный расход, м³/с | _q | Расход объемный по границам элементов. Размерность N+1 | Массив |
| Скорость, м/с | _w | Скорость теплоносителя на границах элементов. Размерность N+1 | Массив |
| Число Рейнольдса | _re | Число Рейнольдса, размерность N | Массив |
| Коэф-т распределенного трения | _ksiTr | Коэффициент распределенного трения, приведенный к границам элементов. Размерность N+1 | Массив |
| Коэф-т местного трения | _ksiM | Коэффициент местного трения (от местных сопротивлений), приведенный к границам элементов. Размерность N+1 | Массив |
| Потери на трение, Па | _dPtr | Потери на трение, размерность N+1 | Массив |
| Нивелирные потери, Па | _dPniv | Нивелирные потери, размерность N+1 | Массив |
| Потери на ускорение, Па | _dPcon | Потери на ускорение, размерность N+1 | Массив |
| Напор насоса, Па | _dPnas | Напор насоса, размерность N+1 | Массив |
| Суммарные потери на трение, Па | _dPtrSum | Сумма всех элементов параметра _dPtr | Вещественное |
| Сумм. потери на трение в ребре, которому принадлежит зазор, Па | _dPtrSumRebro | Сумма всех элементов параметров _dPtr всех зазоров (или каналов, труб) данного ребра (ребро - совокупность всех каналов,труб, кольцевых зазоров от одного узла до другого, в каждом ребре всегда минимум один канал/труба/зазор) | Вещественное |
| Суммарные нивелирные потери, Па | _dPnivSum | Сумма всех элементов параметра _dPniv | Вещественное |
| Суммарные потери на ускорение, Па | _dPconSum | Сумма всех элементов параметра _dPcon | Вещественное |
| Суммарный напор насоса, Па | _dPnasSum | Сумма всех элементов параметра _dPnas | Вещественное |
| Тепловая мощность в ячейках, Вт | _qf | Тепловая мощность в ячейках, размерность N | Массив |
| Тепловая мощность в зазоре, Вт | _qfSum | Сумма всех элементов параметра _qf | Вещественное |
| Мощность на внутренней стенке, Вт | _qf1 | Мощность на внутренней стенке, размерность N | Массив |
| Мощность на наружной стенке, Вт | _qf2 | Мощность на наружной стенке, размерность N | Массив |
| Суммарная мощность через внутреннюю стенку, Вт | _qfSum1 | Сумма всех элементов параметра _qf1 | Вещественное |
| Суммарная мощность через наружную стенку, Вт | _qfSum2 | Сумма всех элементов параметра _qf2 | Вещественное |
| Коэффициент теплоотдачи внутри, Вт/(м²·К) | _Alfa1 | Вычисленный коэффициент теплоотдачи от внутренней стенки (при ее наличии) для каждого элемента зазора, с учетом текущей скорости течения, типа и параметров теплоносителя, геометрических размеров зазора. Размерность N | Массив |
| Коэффициент теплоотдачи снаружи, Вт/(м²·К) | _Alfa2 | Вычисленный коэффициент теплоотдачи от теплоносителя к внешней стенке (при ее наличии) для каждого элемента зазора, с учетом текущей скорости течения, типа и параметров теплоносителя, геометрических размеров зазора. Размерность N | Массив |
| Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²·К) | _Alfa | Резерв (не используется). Размерность N | Массив |
| Относительная энтальпия (массовое паросодержание) | _X | _X = (h-h')/(h''-h'). Размерность N | Массив |
| Режим теплообмена | _alfamode | Режим теплообмена, в соответствии с которым
вычисляются _Alfa1 и _Alfa2. Размерность N. Для теплоносителя
типа «Вода» возможны следующию режимы течения:
|
Целый массив |
| Температура, усредненная по массе, °С | _t_coolant_middle_m | Средняя температура теплоносителя в зазоре (не среднее арифметическое по элементам!) | Вещественное |
| Относительная влажность | _fi_hum | Используется только с теплоносителем типа «влажный воздух». Размерность N | Массив |
| Масса теплоносителя в ячейках (по ур-ию сохр. массы), кг | _m1 | Масса теплоносителя, посчитанная одним способом. Размерность N. Используется для отладки | Массив |
| Масса теплоносителя в ячейках (по ур-ию состояния), кг | _m2 | Масса теплоносителя, посчитанная вторым способом. Размерность N. Используется для отладки | Массив |
| Дисбаланс массы в ячейках, кг | _Im | Рассогласование между _m1 и _m2 (при корректном расчете и сходимости рассогласование должно быть близко к нулю). Размерность N. Используется для отладки | Массив |
| Энтальпия теплоносителя в ячейках (по ур-ию сохр. энергии), Дж | _h1 | Энтальпия теплоносителя, посчитанная одним способом. Размерность N. Используется для отладки | Массив |
| Энтальпия теплоносителя в ячейках (по ур-ию состояния), Дж | _h2 | Энтальпия теплоносителя, посчитанная вторым способом. Размерность N. Используется для отладки | Массив |
| Дисбаланс энтальпии в ячейках, Дж | _Ih | Рассогласование между _h1 и _h2 (при корректном расчете и сходимости рассогласование должно быть близко к нулю). Размерность N. Используется для отладки | Массив |
| Общая масса теплоносителя в зазоре (по ур-ию состояния), кг | _m2_full | Сумма всех элементов параметра _m2 | Вещественное |
| Общий объем теплоносителя в зазоре, м³ | _v_full | Сумма объемов всех ячеек зазора | Вещественное |
| Коорд. центров ячеек, м | _coord_center_cell | Координаты центров ячеек, размерность N | Массив |
| Коорд. границ ячеек, м | _coord_border_cell | Координаты границ ячеек, размерность N+1 | Массив |
| Выс. отметки центров ячеек, м | _z_center_cell | Высотные отметки центров ячеек, размерность N | Массив |
| Выс. отметки границ ячеек, м | _z_border_cell | Высотные отметки границ ячеек, размерность N+1 | Массив |
| Давление на входе, Па | _pin | Давление в узле, подключенном ко входу в зазор | Вещественное |
| Энтальпия на входе, Дж/кг | _hin | Энтальпия в узле, подключенном ко входу в зазор | Вещественное |
| Температура на входе, °С | _tin | Температура в узле, подключенном ко входу в зазор | Вещественное |
| Массовый расход на входе, кг/с | _gin | Расход из входного узла в зазор (первый элемент параметра _g) | Вещественное |
| Объемный расход на входе, м³/с | _qin | Расход из входного узла в зазор (первый элемент параметра _q) | Вещественное |
| Скорость на входе, м/с | _win | Скорость на границе между входным узлом и первым элементом зазора (первый элемент параметра _w) | Вещественное |
| Давление на выходе, Па | _pou | Давление в узле, подключенном к выходу из зазора | Вещественное |
| Энтальпия на выходе, Дж/кг | _hou | Энтальпия в узле, подключенном к выходу из зазора | Вещественное |
| Температура на выходе, °С | _tou | Температура в узле, подключенном к выходу из зазора | Вещественное |
| Массовый расход на выходе, кг/с | _gou | Расход из канала в узел, подключенный к выходу из зазора (последний элемент параметра _g) | Вещественное |
| Объемный расход на выходе, м³/с | _qou | Расход из канала в узел, подключенный к выходу из зазора (последний элемент параметра _q) | Вещественное |
| Скорость на выходе, м/с | _wou | Скорость на границе между последним элементом зазора и выходным узлом (последний элемент параметра _w) | Вещественное |
| Перепад давления, Па | _dp | Перепад давления между входным и выходным узлом | Вещественное |
| Перепад энтальпии, Дж/кг | _dh | Перепад энтальпии между входным и выходным узлом | Вещественное |
| Перепад температуры, °С | _dt | Перепад температуры между входным и выходным узлом | Вещественное |
