Объект: HTVALT

Библиотека: HydroThermo2

Имя на уровне решателя: HTVALT

Аннотация: Клапан термостата

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	THYDRAULIC	Теплогидравлический порт, вход в элемент
2	Port2	THYDRAULIC	Теплогидравлический порт, выход из элемента 1
3	Port3	THYDRAULIC	Теплогидравлический порт, выход из элемента 2

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	D	real	Гидравлический диаметр (out1,out2), м	m	0.035
2	Fluid		Имя объекта свойств среды,
3	Hist_T	real	Температурный гистерезис, C	degC	5
4	InitialState	string	Флаг исходного состояния (0 - восходящий участок, 1- нисходящий участок) [0, 1]		0
5	MDT	real	Коэффициент расхода (out1,out2)		0.72
6	P0	real	Начальное давление, Па	Pa	101325
7	T0	real	Начальная температура, К	K	293.15
8	TAU	real	Временная константа, c	s	0.1
9	T_full_open	real	Температура полного открытия (out2), С	degC	85
10	T_init_open	real	Температура начала открытия (out2), С	degC	80

Расчетные и измеряемые величины:

№	Параметр	Описание	Единица
1	V_Pressure1	Давление на порте	Pa
2	V_SpecificEnthalpy1	Удельная энтальпия;	J/kg
3	V_Density1	Плотность рабочей среды;	kg/m**3
4	V_Temperature1	Температура рабочей среды на порте;	K
5	S_MassFlow1	Массовый расход на порте ;	kg/s
6	S_EnthalpyFlow1	Поток энтальпии на порте ;	W
7	V_Pressure2	Давление на порте	Pa
8	V_SpecificEnthalpy2	Удельная энтальпия;	J/kg
9	V_Density2	Плотность рабочей среды;	kg/m**3
10	V_Temperature2	Температура рабочей среды на порте;	K
11	S_MassFlow2	Массовый расход на порте ;	kg/s
12	S_EnthalpyFlow2	Поток энтальпии на порте ;	W
13	V_Pressure3	Давление на порте	Pa
14	V_SpecificEnthalpy3	Удельная энтальпия;	J/kg
15	V_Density3	Плотность рабочей среды;	kg/m**3
16	V_Temperature3	Температура рабочей среды на порте;	K
17	S_MassFlow3	Массовый расход на порте ;	kg/s
18	S_EnthalpyFlow3	Поток энтальпии на порте ;	W

Пример использования компонента

Модель термостатического клапана (HTVALT)

Компонент HTVALT (модуль ThermalHydraulics) реализует модель термостатического клапана, распределяющего поток жидкости между двумя выходами в зависимости от температуры входящего потока. Компонент учитывает гидравлические параметры (диаметр, коэффициент расхода, время срабатывания) и заданные температурные пороги срабатывания (T_in и T_out). Применяется в системах терморегулирования, охлаждения и гидравлических контурах.

Проверка алгоритма переключения потока при изменении температуры на входе.

Начальные данные:

Параметры модели

D = 0.032 — Внутренний диаметр, м

Wm = 0.072 — Параметр клапана

T_in = 90 — Температура срабатывания для выхода 1, °C

T_out = 85 — Температура срабатывания для выхода 2, °C

Kv = 1e-3 — Коэффициент расхода

Td = 1e-3 — Постоянная времени/задержка, с

InitObjState = 0 — Начальное состояние объекта

P0 = 101325 — Начальное давление, Па

T0 = 293.15 — Начальная температура, K

Fluid = BaseLiquid1 — Рабочая жидкость

Входные сигналы

T_input — трапецеидальный сигнал температуры (от 75 до 95 °C)

Qm_in — постоянный массовый расход на входе

end = 5 с — Время интегрирования

Схема тестирования:

На вход клапана HTVALT1 подаётся постоянный массовый расход Qm_in и изменяющийся по трапецеидальному закону сигнал температуры T_input (75 °C -> 95 °C -> 75 °C). Клапан имеет два выхода (Out1 и Out2), расходы на которых (Qm_out1 и Qm_out2) регистрируются датчиками. Результаты выводятся на осциллографы Temp и Qm.

Результат:

На графике Temp показан сигнал HTVALT.T_input. Температура на входе начинается с 75 °C, линейно возрастает до 95 °C в интервале от 1 до 2 с, удерживается на этом уровне до 3 с, после чего линейно снижается обратно до 75 °C к моменту 4 с.

На графике Qm показаны расходы: - HTVALT.Qm_in (входной расход) плавно возрастает от 0 до ~9.8 кг/с в течение первой секунды и стабилизируется на этом уровне. - HTVALT.Qm_out1 (расход через первый выход) открывается при достижении температурой значения T_out = 85 °C (t ≈ 1.5 с) и остается открытым до достижения T_in = 90 °C (t ≈ 1.75 с). - HTVALT.Qm_out2 (расход через второй выход) открывается при достижении температурой значения T_in = 90 °C (t ≈ 1.75 с) и остается открытым, пока температура не опустится ниже 85 °C.

Такое поведение подтверждает корректную реализацию логики термостатического клапана с гистерезисом срабатывания (85 °C и 90 °C). Модуль работает корректно, перераспределяя поток между выходами в зависимости от температуры.

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

Графики результатов теста

Рисунок 2 - HTVALT.Temp (входная температура T_input)

Рисунок 3 - HTVALT.Qm (массовые расходы Qm_in, Qm_out1, Qm_out2)