 |
 |
|
| в палитре | на схеме |
Блок реализует модель тепловой структуры – цилиндрической стенки из заданного материала. Предназначен для моделирования передачи тепловой энергии между наружной и внутренней поверхностями стенки с учетом излучения от нагретого материала, передаваемого следующим слоям.
Включение блока в расчетную схему осуществляется подключением линий тепловых связей к тепловым портам блока, а также к портам для организации теплообмена излучением. В ходе расчета происходит динамическое установление теплового баланса между внутренней и наружной поверхностями цилиндрической стенки, а также самим материалом стенки. Материал стенки устанавливается в свойствах блока путем выбора файла, содержащего соответствующую таблицу зависимости основных теплотехнических характеристик материала от температуры (плотности, теплопроводности и удельной теплоемкости). Настройка количества и длины элементов стенки должна совпадать с соответствующими настройками каналов, с которыми соединена стенка.
Подключение блока к баку организует модель цилиндрической стенки бака. При этом радиус стенки должен совпадать с радиусом бака.
Блок может использоваться для моделирования теплообмена между внутренней и наружной частями цилиндрической поверхности, например, трубопровода круглого сечения. Таким образом связка гидравлического канала с цилиндрической стенкой представляет собой модель трубы, осуществляющей теплообмен с внешней средой. Пример использования блока «Цилиндрическая толстая стенка с излучением» представлен на рисунке (Рисунок 1).
Рисунок 1. Пример использования блока «Цилиндрическая толстая стенка с излучением» для моделирования трубки Фильда с учетом теплообмена излучением
Совместимые блоки
Соединение блока «Цилиндрическая толстая стенка с излучением» с помощью тепловых
связей возможно со следующими блоками:
Соединение блока «Цилиндрическая толстая стенка с излучением» с помощью тепловых
связей для организации теплообмена излучением возможно со следующими блоками:
Входные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| HEAT1PORT_RAD | Тепловая связь для подключения совместимых блоков для организации теплообмена излучением | Тепловая |
| HEAT1PORT_CONV | Тепловая связь для подключения совместимых блоков для организации теплообмена конвекцией | Тепловая |
Выходные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| HEAT2PORT_RAD | Тепловая связь для подключения совместимых блоков для организации теплообмена излучением | Тепловая |
| HEAT2PORT_CONV | Тепловая связь для подключения совместимых блоков для организации теплообмена конвекцией | Тепловая |
Свойства
| Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
|---|---|---|---|---|
| Наличие тепловой связи внутри стенки для конвекции | isConv1 | Включает/выключает входной тепловой порт для передачи теплоты конвекцией, к которому следует подключать совместимые блоки. Количество элементов по длине Nh и элементов подключаемого канала должно быть одинаковым | Да | Двоичное |
| Наличие тепловой связи снаружи стенки для конвекции | isConv2 | Включает/выключает выходной тепловой порт для передачи теплоты конвекцией, к которому следует подключать совместимые блоки. Количество элементов по длине Nh и элементов подключаемого канала должно быть одинаковым | Да | Двоичное |
| Наличие тепловой связи внутри стенки для излучения | isRad1 | Включает/выключает входной тепловой порт для передачи теплоты излучением, к которому следует подключать совместимые блоки. Количество элементов по длине Nh и элементов подключаемого канала должно быть одинаковым | Да | Двоичное |
| Наличие тепловой связи снаружи стенки для излучения | isRad2 | Включает/выключает выходной тепловой порт для передачи теплоты излучением, к которому следует подключать совместимые блоки. Количество элементов по длине Nh и элементов подключаемого канала должно быть одинаковым | Да | Двоичное |
| Количество элементов по длине | Nh | Количество контрольных объемов по длине канала, шт | 3 | Целое |
| Количество элементов (колец) по толщине (радиусу) | Nx | Количество элементов по толщине стенки (радиусу), шт | 3 | Целое |
| Наружный радиус, м | R2 | Наружный радиус стенки | 0.018 | Вещественное |
| Толщина стенки, м | delta_wall | Толщина стенки | 0.003 | Вещественное |
| Количество стержней, шт | N_rod | Количество стержней в трубном пучке. Используется для моделирования теплообменника | 1 | Вещественное |
| Длины элементов разбиения, м | delta_H | Массив длин элементов разбиения стенки. Должен иметь размерность Nh | [0.1, 0.1, 0.1] | Массив |
| Степень черноты внутри стенки | eps_in | Массив значений степени черноты на внутренней поверхности элементов стенки | [0.8, 0.8, 0.8] | Массив |
| Степень черноты снаружи стенки | eps_out | Массив значений степени черноты на наружной поверхности элементов стенки | [0.8, 0.8, 0.8] | Массив |
| Материал стенки | Material | Имя файла из базы данных материалов кода HS. Файл со свойствами материала представляет собой таблицу (в формате редактора таблиц SimInTech) из 4-х колонок с зависимостью свойств материала от температуры. В каждой колонке должно содержаться: первый столбец - температура, в градусах Цельсия, второй - плотность, кг/м^3, третий - теплопроводность, Вт/(м·К), четвертый - удельная теплоемкость материала стенки, Дж/(кг·К). Для добавления нового материала необходимо создать свой файл и расположить в директории SimInTech в папке "SimInTech\bin\DataBase\HS\MATERIALS" | Сталь_простая | Имя файла база данных |
| Нумерация связей внутри | link1 | Массив ячеек для организации теплообмена с совместимыми блоками внутри стенки. Данное свойство позволяет организовать теплообмен в установленном пользователем порядке. В данном случае 1-я ячейка блока «Цилиндрическая толстая стенка» осуществляет теплообмен с 1-ой ячейкой родительского блока | [1, 2, 3] | Целый массив |
| Нумерация связей снаружи | link2 | Массив ячеек для организации теплообмена с совместимыми блоками снаружи стенки. Данное свойство позволяет организовать теплообмен в установленном пользователем порядке. В данном случае 1-я ячейка блока «Цилиндрическая толстая стенка» осуществляет теплообмен с 1-ой ячейкой родительского блока | [1, 2, 3] | Целый массив |
| Нумерация связей для излучения внутри | RadLink1 | Массив ячеек для организации теплообмена излучением с совместимыми блоками внутри стенки. Данное свойство позволяет организовать теплообмен в установленном пользователем порядке. В данном случае 1-я ячейка блока «Цилиндрическая толстая стенка» осуществляет теплообмен с 1-ой ячейкой родительского блока | [1, 2, 3] | Целый массив |
| Нумерация связей для излучения снаружи | RadLink2 | Массив ячеек для организации теплообмена излучением с совместимыми блоками снаружи стенки. Данное свойство позволяет организовать теплообмен в установленном пользователем порядке. В данном случае 1-я ячейка блока «Цилиндрическая толстая стенка» осуществляет теплообмен с 1-ой ячейкой родительского блока | [1, 2, 3] | Целый массив |
| Объемное энерговыделение, Вт/м³ | qv | Массив объемных энерговыделений для каждого из элементов зазора. Должен иметь размерность Nh. 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 |
| Термическое сопротивлени на внутренней поверхности стенки, м²·К/Вт | R_term1 | Массив термических сопротивлений пленки на поверхности внутри стенки. Используется для расчета тепловой мощности | [0, 0, 0] | Массив |
| Термическое сопротивлени на наружной поверхности стенки, м²·К/Вт | R_term2 | Массив термических сопротивлений пленки на поверхности снаружи стенки. Используется для расчета тепловой мощности | [0, 0, 0] | Массив |
| Начальные условия | SetInitTempFrom | Задание температуры в начальный момент времени
|
Из заданных массивов | Перечисление |
| Начальная температура стенки, °С | Twall_0 | Массив начальных температур стенки. Используется только при SetInitTempFrom = «Из данных массивов» | [20, 20, 20] | Массив |
Параметры
| Название | Имя | Описание | Тип данных |
|---|---|---|---|
| Температура на внутренней границе, °C | _twall_bound_in | Массив температур на внутренней границе стенки | Массив |
| Температура на наружной границе, °C | _twall_bound_out | Массив температур на наружной границе стенки | Массив |
| Температура стенки, усредненная по массе, °С | _t_wall_middle_m | Усредненная по массе температура стенки | Вещественное |
| Массив температур по толщине, °С | _twall_array | Массив температур по толщине стенки | Матрица |
| Тепловой поток на внутренней границе, Вт/м² | _qf_in | Массив теплового потока на внутренней границе стенки | Массив |
| Тепловой поток на наружной границе, Вт/м² | _qf_out | Массив теплового потока на наружной границе стенки | Массив |
| Тепловой поток излучения на внутренней границе, Вт/м² | _qrad_in | Массив теплового потока излучения на внутренней границе стенки | Массив |
| Тепловой поток излучения на наружной границе, Вт/м² | _qrad_out | Массив теплового потока излучения на наружной границе стенки | Массив |
| Мощность на внутренней границе, Вт | _q_in | Массив мощности теплового потока на внутренней границе стенки | Массив |
| Мощность на наружной границе, Вт | _q_out | Массив мощности теплового потока на наружной границе стенки | Массив |
| Коэффициент теплоотдачи на внутренней границе, Вт/(м²·K) | _alfa_in | Массив коэффициентов теплоотдачи на внутренней границе стенки | Массив |
| Коэффициент теплоотдачи на наружной границе, Вт/(м²·K) | _alfa_out | Массив коэффициентов теплоотдачи на наружной границе стенки | Массив |
Примеры
Примеры использования блока:
