Блок реализует модель зазора в коаксиальной трубе. Формулы расчета коэффициента трения, а
также теплопередачи к стенке реализованы для геометрии коаксиальной трубы, а тепловые
структуры (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).
Схема модели блока "Кольцевой зазор" представлена на рисунке (Рисунок 2).
Рисунок 2. Схема 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:
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. Значение по умолчанию: Нет
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. Значение по умолчанию: Нет
Количество участков
N
Количество расчетных элементов по длине кольцевого зазора, шт. Минимум 1. Значение по умолчанию: 3
Внутренний диаметр кольцевого зазора, м
D1
Внутренний диаметр кольцевого зазора (равен наружному диаметру внутренней трубы). Значение по умолчанию: 0.001
Наружный диаметр кольцевого зазора, м
D2
Внешний диаметр кольцевого зазора (равен внутреннему диаметру наружной трубы). Значение по умолчанию: 0.011
Длина, м
L
Массив длин элементов кольцевого зазора. Размерность N. Значение по умолчанию: [1, 1, 1]
Приращение высоты, м
Dz
Массив приращений по высоте для каждого из элементов блока. Размерность N. Значение по умолчанию: [0, 0, 0]
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. Значение по умолчанию: [0.25, 0.25, 0.25, 0.25]
Обратное местное сопротивление
KsiRev
Должен иметь размерность N+1. Аналогично KsiDir, но в обратном направлении, при G(t) < 0. Значение по умолчанию: [0.25, 0.25, 0.25, 0.25]
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, коэффициентом 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. Значение по умолчанию: [1, 1, 1]
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. Значение по умолчанию: [1, 1, 1, 1]
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
Примечание:
Подробную информацию про замыкающие соотношения для различных теплоносителей и геометрий, реализованных в коде HS, можно найти в каталоге SimInTech\source\HS_Coolant_libs.
. Значение по умолчанию: [1E-5, 1E-5, 1E-5]
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. Значение по умолчанию: [0, 0, 0]
Расчет критического течения
is_Kr
Признак расчета критического течения в кольцевом зазоре. Значение по умолчанию: Нет
Расчет потерь на ускорение
is_Conv
Признак расчета конвективного члена в уравнении движения. Значение по умолчанию: Да
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
. Значение по умолчанию: Нет
Начальное давление, Па
P0
Массив начальных давлений элементов кольцевого зазора. Должен иметь размерность N. Свойство имеет смысл только при задании SetInitDistrib = "Да". Значение по умолчанию: [100000, 100000, 100000]
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". Значение по умолчанию: [200000, 200000, 200000]
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". Значение по умолчанию: [20, 20, 20]
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. Значение по умолчанию: Температура
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"
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". Значение по умолчанию: 0
Параметры
Примечание:
параметры, имеющие размерность N, являются массивами и относятся к элементам
(ячейкам) зазора. Параметры, имеющие размерность N+1 - также массивы, относятся к
границам элементов зазора.
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)
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)
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
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
Режим теплообмена, в соответствии с которым
вычисляются _Alfa1 и _Alfa2. Размерность N. Для теплоносителя
типа "Вода" возможны следующие режимы течения:
"0" - конвекция смеси неконденсирующийся газ - пар - жидкость;
"1" - конвекция при сверхкритическом давлении;
"2" - конвекция однофазной жидкости при докритическом давлении;
Рассогласование между _m1 и _m2 (при
корректном расчете и сходимости рассогласование должно быть близко к нулю).
Размерность N. Используется для отладки
Рассогласование между _h1 и _h2 (при
корректном расчете и сходимости рассогласование должно быть близко к нулю).
Размерность N. Используется для отладки
