Оценка параметров газа внутри бака

Чтобы оценить параметры газа внутри бака в процессе его опорожнения, выполните указанные ниже действия.

Процедура

  1. Перед запуском расчета опорожнения бака создайте поверхностную цель для массового расхода на выходе и объемные цели – среднее давление Pv и среднерасходную температуру Tv, которые рассчитываются для всего объема бака.
  2. Запустите расчет и остановите его, когда образуется струя вытекающего газа. При этом условии параметры газа внутри бака принимаются постоянными.
  3. Рассчитайте Коэффициент расхода (η).

    Для множества стандартных выходных отверстий коэффициенты расхода известны. Однако выпускная система может быть сложной и включать множество отверстий произвольной формы. Если коэффициент расхода выпускной системы неизвестен, его можно рассчитать следующим образом:



    		(1)

    где  – вычисленный массовый расход на выходе,  – идеальный массовый расход, который определяется с помощью показателя адиабаты γ, молекулярной массы газа μ в баке, давления Pv и температуры Tv в баке, которые вычисляются для объема бака на момент остановки расчета, площади эффективного проходного сечения S и внешнего давления Pa на основе следующей системы уравнений:



    		(2)


    		(3)


    		(4)


    		(5)

    Здесь Ru – универсальная газовая постоянная, а M – число Маха выходного потока. Следует иметь в виду, что в этом приближении коэффициент расхода принимается не зависящим от давления, т.е. считается постоянным в процессе опорожнения.

  4. Для расчета процесса опорожнения может быть использован инженерный метод. Он позволяет определить изменения параметров газа внутри бака в зависимости от времени. Для решения замкнутой системы уравнений, описывающих давление внутри бака, может применяться численный метод (см. раздел “Техническая справка”). Таким образом, могут быть получены параметры газа внутри бака в каждый момент времени. Расчет производится по формуле Опорожнение бака, имеющейся на листе "Калькулятор":
    1. Откройте диалоговое окно Калькулятор :

      • В ленте выберите CADFLO Analysis > Инструменты > Калькулятор.

      • В меню выберите CADFLO Analysis > Инструменты > Калькулятор.

    2. Нажмите правой кнопкой мыши на ячейку на листе Калькулятор и выберите команду Новая формула.
    3. Раскройте группу Численный расчет и выберите элемент Опорожнение бака.
    4. Нажмите кнопку OK.
    5. Задайте параметры Начальное давление в баке (P0) в Па и Начальная температура в баке (T0) в К, Молекулярная масса газа внутри бака (μ) в кг/моль, Объем бака (V) в м3, Внешнее давление (Pa) в Па, Коэффициент расхода (η), эффективный Диаметр проходного сечения (d) в м и Показатель адиабаты (γ).

      Эффективный диаметр проходного сечения d рассчитывается с использованием площади эффективного проходного сечения S следующим образом:



      		(6)
    6. Задайте значение Частота выдачи результатов, которое обозначает количество моментов выдачи результатов: чем больше частота, тем меньше шаг между моментами выдачи результатов.
    7. Выберите Изменить > Запустить численный расчет.
Родительский раздел: Опорожнение бака