Объект: PT01VS

../../../../_images/logo_ru_no_text.png

Библиотека: PneumaticsThermo

Имя на уровне решателя: PT01VS

Аннотация: Датчик объемного расхода

Обозначение: Датчик объемного расхода

Порты (степени свободы) компонента:

№

Обозначение порта

Тип

Наименование порта

1

Port1

PNEUMATIC

Термопневматический порт, вход в элемент

2

Port2

PNEUMATIC

Термопневматический порт, выход из элемента

3

Port3

OSIGNAL

1D сигнальный порт, объемный расход на линии м³/с

Пользовательские параметры модели:

№

Параметр

Тип

Описание

Единица

Значение по умолч.

1

D

real

Гидравлический диаметр, м

m

0.01

2

Fluid

Имя объекта свойств среды, -

3

L

real

Длина элемента, м

m

0.1

4

P0

real

Начальное давление, Па

Pa

101325

5

R

real

Внутреннее гидравлическое сопротивление, -

1e-9

6

Set_PT

list

Выбрано Set_PT. Список через запятую P в Па, T в K; Па,K

101325,293.15

7

T0

real

Начальная температура, K

K

293.15

8

k

real

Коэффициент усиления сигнала, -

1

9

types

string

Объемный расход при текущем P,T; Объемный расход при заданном P,T [Current_PT,Set_PT], -

Current_PT

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_port3

Значение сигнала на порте (V)

14

X_port3

Значение интегральной функции от сигнала на порте (X)

15

A_port3

Значение производной функции от сигнала на порте (A)

Пример использования компонента

Модель датчика объемного расхода (PT01VS)

Элемент предназначен для измерения объемного расхода рабочей среды в трубопроводной системе. Работает с объектом свойств среды (Fluid) и позволяет получать текущее значение объемного расхода в месте установки. Поддерживает два режима: расход при текущих параметрах (Current_PT) и расход, приведённый к заданным давлению и температуре (Set_PT). Используется в пневматических и гидравлических расчётах для контроля и управления параметрами потока.

Проверка датчика объемного расхода.

Начальные данные:

Параметры модели (PT01VS1)
types = Current_PT - Объемный расход при текущем P,T (или Set_PT – приведённый к заданным P,T)
D = 0.01 - Гидравлический диаметр, м
L = 0.1 - Длина элемента, м
k = 1 - Коэффициент усиления сигнала
R = 1e-9 - Внутреннее гидравлическое сопротивление
Set_PT = 101325, 293.15 - Заданные давление (Па) и температура (К) для режима Set_PT
P0 = 101325 - Начальное давление, Па
T0 = 293.15 - Начальная температура, К
Fluid = DryAir - Имя объекта свойств среды (чистый воздух)

Параметры источника массового расхода (Qv_pump)
Трапециевидный сигнал: VL = 0.0, VH = 0.1, FT = 0.5 с, HT = 0, BT = 0.5 с

Параметры объема
V = 1e-3 м^3 - Объем емкости
P0 = 101325 Па - Начальное давление
T0 = 293.15 К - Начальная температура
Fluid = DryAir

Параметры интегрирования
end = 1.0 с, control = 1e-9, dabs = 1.0

Схема тестирования:

Схема содержит источник массового расхода Qv_pump, который формирует трапециевидный сигнал с параметрами VL = 0.0, VH = 0.1 кг/с, FT = 0.5 с, HT = 0, BT = 0.5 с. Датчик объемного расхода PT01VS1 установлен в трубопроводе. После датчика установлена емкость объемом V = 1e-3 м³ с начальными параметрами P0 = 101325 Па, T0 = 293.15 К, Fluid = DryAir. Измеряются объемный расход с датчика (PT01VS.Qv_sens) и задаваемый расход (PT01VS.Qv_pump). Результаты выводятся на осциллограф Qv.

Результат:

При подаче массового расхода от 0 до 0.1 кг/с пересчитываем объемный расход через плотность на линии. Результат измерения объемного расхода через схему и через датчик объемного расхода идентичны. На графике Qv показано изменение объемных расходов во времени: обе кривые (PT01VS.Qv_sens и PT01VS.Qv_pump) полностью совпадают. Сигнал плавно возрастает от 0 до максимального значения примерно 0.0085 м³/с, затем убывает до 0. Это подтверждает корректность работы датчика объемного расхода PT01VS.

Формула для объемного расхода:

\[Q_v = \frac{Q_m}{\rho}\]

где: \(Q_v\) — объемный расход, \(Q_m\) — массовый расход, \(\rho\) — плотность среды.

Схема теста
../../../../_images/PT01VS.sch.png

Рисунок 1 - Схема теста

График результата теста
../../../../_images/PT01VS.Qv.png

Рисунок 2 - Объемный расход (PT01VS.Qv_sens и PT01VS.Qv_pump)