Компенсация небаланса массы в контуре

Алгоритм компенсации небаланса массы в контуре

Описание

Дисбаланс массы возникает по следующим причинам:
  • дискретизации по пространству;
  • неточности вычисления производных от свойств теплоносителя;
  • применения несжимаемой или сжимаемой только в узлах модели.
Анализ и учет дисбаланса массы при выборе шага интегрирования приводит к неоправданным вычислительным затратам (уменьшение шага интегрирования), а также, в ряде случаев, к неустойчивости численной схемы.
В итоге был разработан алгоритм интегральной компенсации небаланса массы для каждой расчетной ячейки контура. Суть алгоритма в следующем:
  1. В уравнения сохранения массы и энергии для ячейки вводится фиктивный расход подпитки Gimb, значение которого является выходом И-регулятора:

  2. Значение фиктивного расхода подпитки вычисляется следующим образом:

    где:

    Kimb - коэффициент усиления регулятора [1/c2];

    Mf2 - фильтрованное значение массы теплоносителя в ячейке, рассчитанное из уравнения состояния;

    M1 - масса теплоносителя в ячейке, рассчитанная из уравнения сохранения массы:


    Коэффициент усиления регулятора Kimb является общим для всех ячеек контура и задается в Параметры расчета → Тонкие настройки. По умолчанию Kimb = 0, что автоматически отключает механизм компенсации небаланса массы в контуре. Рекомендуемое значение Kimb – [0.01…0.05].

    Если в ходе расчета задать любое отрицательное значение Kimb, то произойдет балансировка массы теплоносителя во всех ячейках: