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    组件 160:可压缩流体储存
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    组件 160:可压缩流体储存


    规格

    管道连接

    1

    主进口

    2

    主出口

    3

    蒸汽出口

    4

    液相抽取出口

     

    5

    时间步长中的平均液体体积份数(液位)

     

    通用       用户输入值       物理应用       特征曲线      结果       显示       示例

     

    通用

    该组件使用与组件 119(间接存储)相同的物理算法。与组件 119 不同的是,组件 160 能够明确指定运行模式(见标志 FOMOD):

    重要的是,存储系统中的流体在流体压力和流体的比容/密度之间具有相关性,并且这种相关性可以用相应的材料表来描述。由此被称为"可压缩流体的存储"。

    组件 160 还能正确处理两相状态,并将液态和气态分开排出(引脚 3 和 4)。

    因此,可以将组件 160 应用如下:

    引脚 2、3 和 4 的使用分别取决于流体的类型和各自的材料表。如果建模的流体只处于气态(如空气),那么只使用引脚 2。在这种情况下,存储在组件 160 中的流体将以不变的状态通过引脚 2 流出。如果建模的流体处于两相状态(如水/蒸汽),使用引脚 3 和 4 就有意义。在这种情况下,液态和气态相分离,可以分别通过引脚 3 和 4 从存储系统中提取。在引脚 5,液相的体积份数被显示为质量流量,可用于闭环控制。

    如果标志 FINST 的值为 1(稳态解),组件就会将把出口管道的焓值和压力值设置为与进口的焓值相同(引脚 1)。FINST = 1 时,组件不能确保遵守稳态质量和能量平衡,因为引脚的质量流量必须由用户指定。FINST = 1 的模式只是在稳态模拟的情况下,从拓扑学上将组件纳入模型。遵循瞬态质量和能量平衡的瞬态加载和卸载过程决不能在 FINST = 1 模式下计算。


     

     

    用户输入值

    FINST

    标志:瞬态计算模式的确定

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    = 0: 根据时间序列表的非稳态解决方案

    = 1: 总是稳态的解决方案

    = 2: 非稳态解作为单一计算,时间 = TIMESING

    = 3: 非稳态解作为单一计算,使用模型选项的 TIMEMAX

    FINIT

     

    标志:初始化状态

    =0: 全局,通过模型选项下的全局变量"瞬态模式"控制
          “附加”->“模型选项”->“模拟”->“瞬态”-> 组合框“瞬态模式”

           (参见 -> 物理应用 / 方程式 -> 瞬态组件的全局初始化 )

    =1: 第一次运行 -> 在计算稳态值时进行初始化

    =2: 继续运行 -> 前一个时间步长的值被输入到现在的值中

    FALGINST

     

    标志:瞬态计算算法的确定

    = 1: Crank-Nicolson 算法

    = 4: 数值和分析相结合的解法

    FOMOD

     

    标志:运行模式(与初始化无关)

    = 0: 进口和出口打开

    = 1: 加载(只打开进口)

    = 2: 卸载(仅出口打开)

    = 3: 进口和出口关闭

    = 4: 自动(组件根据进口/出口质量流量值决定运行模式)

    FINPR

    标志:进口压力处理(与 FINST = 1,FINIT = 1 无关)

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 如果进口打开,P1 由组件设定

    =1: P1 由外部给定

    ASTO

    存储器的热交换区域

    MSTO

    存储器的质量

    VFLUID

    流体体积

    THISO

    保温层的厚度

    MRINPART

    内部结构与壁体质量比率

    FMAT                  

    标志: 储存器壁体材料

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: ST35_8

    =1: ST45_8

    =2: 15MO3

    =3: 13CRMO44

    =4: 10CRMO910

    =5: X20CRMOV121

    =6: X10NICRALTI3220

    =7: 8_SiTi_4

    =8: 10_CrSiMoV_7

    =9: 11_NiMnCrMo_5_5

    =10: 14_MoV_6_3

    =11: 15_MnNi_6_3

    =12: 15_NiCuMoNb_5

    =13: 16_Mo_5

    =14: 17_CrMoV_10

    =15: 17_Mn_4

    =16: 17_MnMoV_6_4

    =17: 19_Mn_5

    =18: 19_Mn_6

    =19: 20_CrMoV_13_5

    =20: 20_MnMoNi_4_5

    =21: 25_CrMo_4

    =22: 28_CrMoNiV_4_9

    =23: 30_CrNiMo_8

    =24: 34_CrMo_4

    =25: 34_CrMo_4

    =26: 36_Mn_4

    =27: 36_Mn_6

    =28: 40_Mn_4

    =29: 42_CrMo_4

    =30: 46_Mn_5

    =31: H_I

    =32: H_II

    =33: M_2

    =34: StE_285

    =35: StE_315

    =36: StE_355

    =37: StE_380

    =38: StE_415_7_TM

    =39: StE_420

    =40: TStE_460

    =41: 12_CrMo_19_5

    =42: X_1_CrMo_26_1

    =43: X_10_Cr_13

    =44: X_10_CrAl_7

    =45: X_10_CrAl_13

    =46: X_10_CrAl_18

    =47: X_10_CrAl_24

    =48: X_10_CrAl_24

    =49: X_12_CrMo_7

    =50: X_12_CrMo_9_1

    =51: X_20_Cr_13

    =52: X_40_CrMoV_5_1

    =53: X_2_CrNi_18_9

    =54: X_2_CrNiMo_18_12

    =55: X_2_CrNiMo_25_22_2

    =56: X_5_CrNi_18_9

    =57: X_5_NiCrMoCuTi_20_18

    =58: X_6_CrNi_18_11

    =59: X_8_CrNiMoNb_16_16

    =60: X_8_CrNiMoVNb_16_13

    =61: X_8_CrNiNb_1_6_13

    =62: X_12_NiCrSi_36_16

    =63: X_15_CrNiSi_20_12

    =64: X_15_CrNiSi_25_20

    =65: DMV 304 HCu (SUPER304H)

    =66: DMV 310 N

    =67: TiAl6V4

    =-1 : 属性由内核表达式 ERHO, ELAM, ECP 计算

    ERHO

    材料密度的函数

    ELAM

    材料导热系数的函数

    ECP

    材料热容量的函数

    LAMISO

    隔热材料的导热性能

    FTTI

    标志:处理时间间隔内的温度

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 时间步骤结束时的实际温度

    =1: 时间步骤间隔的平均温度

    =2: 每个时间步骤的线性内插法

    FTSTEPS

    标志:指定(子)时间步骤

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =1: 通过规格值 TISPEP

    =2: 稳定理论时间增量的 0.2

    =3: 稳定理论时间增量的 0.5

    =4: 稳定理论时间增量的 1.0

    =5: 稳定理论时间增量的 2.0

    =6: 稳定理论时间增量的 5.0

    ISUBMAX

    初始化的最大时间子步骤数

    IERRMAX

    初始化步骤的最大允许误差

    TISTEP

    时间步骤

    NRAD

    壁面法线方向上的点的数量(最大 30)

    TIMESING

    当 FINST = 2 时单次计算的积分时间

    FFREQ

    标志:非稳态计算的频率

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式
    =1: 每个迭代步骤

    =2: 每二个迭代步骤

    =3: 每四个迭代步骤

    =4: 每八个迭代步骤

    FALPHI

     

    标志:确定内部的 alpha 

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 内部公式:VDI-WA-11 F3

    =1: 来自常数 ALPHI

    =2: 来自函数 EALPHI

    ALPHI

    FALPHI = 1 时的内部(壁面到流体)传热系数 alpha

    EALPHI

    alpha 内部函数

    FALPHO

    标志:外部确定 alpha

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式
    =0: 来自常数 ALPHO

    =1: 来自函数 EALPHO

    ALPHO

    当 FALPHO = 0 时,外部传热系数(对环境)

    EALPHO

    alpha 外部函数

    PMIN

    最小允许压力

    PMAX

    最大允许压力

    TMIN

    储存温度下限

    TMAX

    储存温度上限

    FSTAMB

    储存温度的上限

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 定义规格值(TAMB)

    =1: 从上级模型中定义

    TAMB

    环境温度

    FSTARTFL

    标志:存储中的初始流体状态

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =0: 来自 PFLSTART, HFLSTART

    =1: 来自稳态流动解决方案 (M1=M2)

    HFLSTART

    初始流体焓

    PFLSTART

    初始流体压力

    FISTART

    标志:指定存储起始温度

    如父工况(子工况为可选项)

    表达式

    =1: 等于初始流体温度(绝热条件)

    =2: 来自稳态解决方案(非绝热条件)

    TIMETOT0

    计算开始时的总时间(之前时间步骤的总和)

     


    结果值

    TAVBEG

    时间步骤开始时存储器的平均热量温度

    TAVEND

    时间步数结束时存储器的平均热量温度

    QSTO

    时间步骤中储存的热量(储存壁和流体)

    QAV

    时间步骤中储存的平均热流(存储壁和流体 QSTO / TIMEINT)

    QAVI

    从流体到存储器的平均热流

    QAVO

    从存储器到环境的平均热流

    RALPHI

    计算出的流体-存储器的传热系数

    RALPHO

    计算出的存储器-环境的传热系数

    RMSTO

    储存壁的质量

    RVFLUID

    存储器中的整体流体体积

    MFLUID

    存储器中的整体流体质量

    PFLAV

    平均流体压力

    HFLAV

    平均流体热焓

    TFLAV

    平均流体温度

    RTAMB

    环境温度

    TIMETOT

    计算结束时的总时间


     

    物理应用 / 方程式

    组件 160 的计算是基于与组件 119 相同的算法。计算方式与组件 119 在 FSPECM = 4 的模式下相同。 组件160的计算基于与组件119相同的算法。 它的计算方式与组件 119 在 FSPECM = 4 的模式下相同。然而,组件 160 没有管道的几何形状,因此没有轴向流动方向。因此,数字二维网格只包含 X 方向的一个单元。在墙面法线 Y 方向,组件 160 在 Crank-Nicolson-算法的情况下可以包含几个单元。电池的数量由标志 NRAD 控制。应用分析和数值结合算法时,模型的情况下,存储壁也只用 Y 方向的一个单元来求解。

    储存系统中流体的状态 - 质量、压力、内能、化学组份 - 在每个时间步长中重新确定,并保存作为下一个时间步长的输入。新的流体状态是由前一个状态、当前时间步长中的流入和流出介质的参数和量以及时间步长决定的。储存系统的流体体积保持不变,因此当流体的比容发生变化时,储存系统中的压力也会发生变化。这可以是由流入和流出的质量流量之间的差异或流入流体的参数变化引起的。

    出口 3、4 的焓值不等于储存系统中流体的当前平均焓值。相比之下,这些焓值是由相应的相态决定的。

    对质量流量的规格指定,组件 160 仍然是被动的,从引脚 1-4 接管指定的质量流量。只有在引脚 5,液相的体积份数被设定为质量流量。

    焓值 H1 总是来自外部的预期。焓值 H2、H3、H4 被设定为等于储存系统中的流体焓值或气相和液相的焓值。

    压力 P2 等于储存系统中的流体压力在时间步长上的平均值。对于压力P1,有两种通过标志 FINPR 控制的模式。在 FINPR = 0 时,组件 160 将连接到引脚 1 的管道压力设置为等于存储系统中时间步长中的平均流体压力。在 FINPR = 1 时,组件 160 采用连接到引脚 1 的管道压力。然而在这种情况下,管道上的压力必须至少与存储系统中的流体压力一样大或者更大。

    特征曲线和矩阵

    所有其它的"特征线"形成一个循环缓冲区。用户不需要顾及它们。

    与之相对应的,还有结果曲线。

    规格矩阵 MXTSTO 和结果矩阵 RXTSTO

    这也不是一个实际规格值的容器。该矩阵与结果矩阵 RXTSTO 的连接方式与上面描述的相同。存储壁和液体中的温度分布将以如下方式提交给矩阵。规格矩阵 MXTSTO 保存时间步骤 t-1 的数值,而结果矩阵 RXTSTO 获得时间步骤 t 的模拟结果,两个矩阵的指数标号和边界都是相同的。第一个指数标号指的是列,第二个指数标号指的是行。如下图所示,有三个框架边缘形成了设置为环境温度的绝热体,第四个框架边缘保留了指数标号为 k(1,2) 至 k(1,NX-1)的流体温度。所有剩下的内部元素包含了标有指数范围从 k(2,2)到 k(NY-1,NX-1)的壁温。

     

    组件显示

    显示选项 1


    示例

    点击 >> 组件 160 示例 << 加载示例。