Объект: PT001V

Библиотека: PneumaticsThermo

Имя на уровне решателя: PT001V

Аннотация: Накопитель

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	PNEUMATIC	Термопневматический порт, вход/выход элемента

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	Fluid		Имя объекта свойств среды, -
2	P0	real	Начальное давление, Па	Pa	101325
3	T0	real	Начальная температура, K	K	293.15
4	V	real	Объем элемента, м³	m**3	0.1

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

Пример использования компонента

Модель накопителя (PT001V)

Элемент моделирует замкнутый объём, в котором происходит накопление или отдача энергии рабочей среды без изменения массы. Учитывает объём, начальные давление и температуру, а также свойства среды. Позволяет моделировать тепловые процессы при подводе или отводе потока энтальпии. Используется в пневматических и термодинамических системах для расчёта изменения параметров газа в ресиверах, баллонах и других ёмкостях.

Проверка изменения температуры при создании потока энтальпии Qh = 100 Дж/с через порт h.

Начальные данные:

Параметры модели (PT001V)

V = 1e-2 - Объем элемента, м^3

P0 = 101325 - Начальное давление, Па

T0 = 293.15 - Начальная температура, К

Fluid = DryAir - Имя объекта свойств среды (чистый воздух)

Параметры источника энтальпии (C = 100)

Qh = 100 Дж/с - Поток энтальпии, подаваемый на порт h

Параметры интегрирования

end = 1.0 с - Время интегрирования

control = 1e-9 - Точность контроля

dabs = 1.0 - Абсолютная погрешность

Схема тестирования:

Схема содержит накопитель PT001V1 с параметрами V = 1e-2 м³, P0 = 101325 Па, T0 = 293.15 К, Fluid = DryAir. К порту h подключён источник потока энтальпии с сигналом C = 100 Дж/с. В системе установлены датчики давления (PT001V.p) и температуры (PT001V.T). Измеряются давление и температура в объёме. Результаты выводятся на осциллографы Pressure и Temp.

Результат:

t_кон = Q / (ro * V * (Cp - Rуд)) + t_нач = Q / (1.2 * 1e-2 * (1004.6 - 287.032)) + 293.15 = 304.763 К.

На графике Temp показано линейное возрастание температуры от начального значения 293.15 К до 304.763 К за 1 секунду. На графике Pressure показано соответствующее увеличение давления от 101325 Па до примерно 105300 Па, что согласуется с уравнением состояния идеального газа при постоянном объёме. Это подтверждает корректность работы модели накопителя.

Формула для конечной температуры:

\[\begin{split}\begin{gathered} T_{\text{кон}} = \frac{Q_h}{\rho \cdot V \cdot (C_p - R_{\text{уд}})} + T_{\text{нач}} \\[1em] \text{где:} \\ Q_h \text{ — поток энтальпии, Дж/с,} \\ \rho \text{ — плотность, кг/м}^3, \\ V \text{ — объем, м}^3, \\ C_p \text{ — удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кг·К),} \\ R_{\text{уд}} \text{ — удельная газовая постоянная, Дж/(кг·К),} \\ T_{\text{нач}} \text{ — начальная температура, К.} \\[1em] \text{Расчет:} \\ T_{\text{кон}} = \frac{100}{1.2 \cdot 10^{-2} \cdot (1004.6 - 287.032)} + 293.15 = 304.763\ \text{К} \end{gathered}\end{split}\]

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

Графики результатов теста

Рисунок 2 - Температура PT001V.T

Рисунок 3 - Давление PT001V.p