Объект: PT2SPT

Библиотека: PneumaticsThermo

Имя на уровне решателя: PT2SPT

Аннотация: Управляемый источник P,T

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	PNEUMATIC	Термопневматический порт, вход/выход элемента
2	Port2	ISIGNAL	1D управляющий порт, давление Па
3	Port3	ISIGNAL	1D управляющий порт, температура К

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	P0	real	Начальное давление, Па	Pa	101325
2	T0	real	Начальная температура, K	K	293.15

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)
10	V_port3	Значение сигнала на порте (V)
11	X_port3	Значение интегральной функции от сигнала на порте (X)
12	A_port3	Значение производной функции от сигнала на порте (A)

Пример использования компонента

Модель управляемого источника P,T (PT2SPT)

Элемент предназначен для задания и поддержания давления и температуры в узле пневматической схемы в соответствии с внешними управляющими сигналами. Источник переопределяет параметры в ближнем объёме (объёмы генерируются на портах трубопровода) и поддерживает заданные P и T. Используется в пневматических и термодинамических расчётах для создания граничных условий с изменяющимися во времени параметрами среды.

Проверка управляемого источника P,T.

Начальные данные:

Параметры модели (PT2SPT1)

P0 = 101300 - Начальное давление, Па

T0 = 293.15 - Начальная температура, К

Параметры управляющего сигнала давления (TrapeziumSource)

VL = 101300 - Нижний уровень давления, Па

VH = 121300 - Верхний уровень давления, Па

D = 0.1 - Начальная задержка, с

FT = 0.5 - Продолжительность переднего фронта, с

HT = 2 - Продолжительность вершины импульса, с

BT = 3.0 - Продолжительность заднего фронта, с

CT = 0.0 - Период

Параметры управляющего сигнала температуры (TrapeziumSource)

VL = 293.15 - Нижний уровень температуры, К

VH = 315 - Верхний уровень температуры, К

D = 0.1 - Начальная задержка, с

FT = 0.5 - Продолжительность переднего фронта, с

HT = 2 - Продолжительность вершины импульса, с

BT = 3.0 - Продолжительность заднего фронта, с

CT = 0.0 - Период

Датчики

T_sens: датчик температуры, k = 1, Flag = K, Fluid = DryAir

P_sens: датчик давления, k = 1, Flag = Absolute, Fluid = DryAir

Параметры трубки

D = 0.1 - Гидравлический диаметр, м

L = 0.1 - Длина элемента, м

eps = 0 - Абсолютная шероховатость, м

N = 1 - Количество участков

P0 = 101300 - Начальное давление, Па

T0 = 293.15 - Начальная температура, К

Fluid = DryAir - Имя объекта свойств среды

Параметры интегрирования

end = 0.7 с - Время интегрирования

control = 1e-9 - Точность контроля

Схема тестирования:

Схема содержит управляемый источник P,T (PT2SPT1) с начальными параметрами P0 = 101300 Па и T0 = 293.15 К. На управляющие порты источника подаются трапециевидные сигналы: для давления — от 101300 до 121300 Па, для температуры — от 293.15 до 315 К. Длительность переднего фронта 0.5 с, задержка 0.1 с. Источник подключён к трубке с параметрами D = 0.1 м, L = 0.1 м, Fluid = DryAir. В системе установлены датчики температуры T_sens и давления P_sens. Измеряются давление (PT2SPT.P_sens) и температура (PT2SPT.T_sens). Результаты выводятся на осциллографы Pressure и Temp.

Результат:

Значения и графики сигналов на управляющих портах источника соответствуют замерам в линии на узлах выходного порта. На графике Pressure показано линейное возрастание давления от 101300 до 121300 Па за 0.5 с, после чего давление стабилизируется. На графике Temp показано линейное возрастание температуры от 293.15 до 315 К за 0.5 с, после чего температура стабилизируется. Кривые PT2SPT.P_sig и PT2SPT.P_sens полностью совпадают, как и кривые PT2SPT.T_sig и PT2SPT.T_sens. Это подтверждает корректность работы управляемого источника P,T.

Формулы для задаваемых параметров:

\[\begin{split}\begin{aligned} P(t) &= P_0 + \frac{(P_{\max} - P_0)}{t_{\text{фронт}}} \cdot t \quad \text{при } t \le t_{\text{фронт}} \\ T(t) &= T_0 + \frac{(T_{\max} - T_0)}{t_{\text{фронт}}} \cdot t \quad \text{при } t \le t_{\text{фронт}} \end{aligned}\end{split}\]

где: \(P_0 = 101300\) Па, \(P_{\max} = 121300\) Па, \(T_0 = 293.15\) К, \(T_{\max} = 315\) К, \(t_{\text{фронт}} = 0.5\) с.

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

Графики результатов теста

Рисунок 2 - Давление (PT2SPT.P_sig и PT2SPT.P_sens)

Рисунок 3 - Температура (PT2SPT.T_sig и PT2SPT.T_sens)