Объект: PT01DS

Библиотека: PneumaticsThermo

Имя на уровне решателя: PT01DS

Аннотация: Датчик плотности

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	PNEUMATIC	Термопневматический порт, вход в элемент
2	Port2	OSIGNAL	1D сигнальный порт, плотность в узле кг/м³

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	Fluid		Имя объекта свойств среды, -
2	k	real	Коэффициент усиления сигнала, -		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
7	V_port2	Значение сигнала на порте (V)
8	X_port2	Значение интегральной функции от сигнала на порте (X)
9	A_port2	Значение производной функции от сигнала на порте (A)

Пример использования компонента

Модель датчика плотности (PT01DS)

Элемент предназначен для измерения плотности рабочей среды в трубопроводной системе. Работает с объектом свойств среды (Fluid) и позволяет получать текущее значение плотности в месте установки. Используется в пневматических и гидравлических расчётах для контроля и управления параметрами среды.

Проверка изменения плотности среды при закачивании массового расхода Qm = 0.1 кг/с через порт плотности.

Начальные данные:

Параметры модели (PT01DS1)

k = 1 - Коэффициент усиления сигнала

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

Параметры источника массового расхода (SFV1)

C = 0.1 - Константа, задающая массовый расход Qm = 0.1 кг/с

Параметры объема

V = 1e-3 м^3 - Объем емкости

P0 = 101325 Па - Начальное давление

T0 = 293.15 К - Начальная температура

Fluid = DryAir - Имя объекта свойств среды

Параметры интегрирования

end = 2 с - Время интегрирования

control = 1e-9 - Точность контроля

dabs = 1.0 - Абсолютная погрешность

Схема тестирования:

Схема содержит источник массового расхода SFV1, который подает газ с расходом Qm = 0.1 кг/с в емкость объемом V = 1e-3 м³. Начальные параметры емкости: давление P0 = 101325 Па, температура T0 = 293.15 К. В системе установлен датчик плотности PT01DS1 с коэффициентом усиления k = 1 и средой DryAir. Измеряются плотность с датчика (PT01DS.ro_sens) и плотность, вычисляемая по объему (PT01DS.ro_split). Результаты выводятся на осциллограф Density.

Результат:

Совпадают значения и графики плотности, получаемые с датчика и снимаемые с узлов объема. На графике Density показано линейное возрастание плотности от 0 до примерно 200 кг/м³ за 2 секунды. Кривые PT01DS.ro_sens и PT01DS.ro_split полностью совпадают. Это подтверждает корректность работы датчика плотности PT01DS.

Формула для плотности при накоплении массы в постоянном объеме:

\[\begin{split}\begin{aligned} \rho(t) &= \frac{m(t)}{V} \\ m(t) &= m_0 + Q_m \cdot t \end{aligned}\end{split}\]

где: \(\rho\) — плотность, \(m\) — масса газа, \(V\) — объем, \(Q_m\) — массовый расход.

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

График результата теста

Рисунок 2 - Плотность (PT01DS.ro_sens и PT01DS.ro_split)