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パイプの例

コンポーネントのドラッグインアンビエントパラメータの定義
パイプパラメータの定義接続とシミュレート
境界パラメータの定義解析

この例では,パイプを通る流体の輸送をモデル化する.このモデルを使用して,さまざまな材質のパイプを比較し,パイプの寸法の影響を理解する.

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パイプ全体の圧力差を決定するためのモデル.

コンポーネントのドラッグイン

新しいモデルを作成し、Modelica標準ライブラリから以下のコンポーネントをドラッグする:

パイプパラメータの定義

Mediumドロップダウンメニューから,たとえば「Extension of the standard water package」などの流体を選択する.(このパラメータを空白のままにすることはできない)

Length:パイプの全体の長さ

isCircular:円形か非円形を選択できる.isCircularがfalseに設定されている場合は,crossAreaパラメータとperimeterパラメータを定義する必要がある.断面積は長さ全体に渡って一定であると仮定していることに注意する.

Diameter:円形パイプの直径

Roughness:パイプ内表面の粗さ.これはパイプ材料の特性であり,一般的な材料とその粗さの値は次のとおりである:

境界パラメータの定義

Medium:ドロップダウンメニューから,たとえば「Extension of the standard water package」などの流体を選択する.

nPorts:境界はパイプにのみ接続されているため,値を1に設定する.

m_flow:質量流量の値を指定する.

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アンビエントパラメータの定義

Medium:ドロップダウンメニューから,たとえば「Extension of the standard water package」などの流体を選択する.

nPorts:アンビエントはパイプにのみ接続されているため,値を1に設定する.

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接続とシミュレート

コンポーネントを接続する.

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Experiment Setupでシミュレーションの時間を指定し,シミュレートする:

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解析

材質の異なるパイプの比較

パイプ全体の圧力損失をプロットする.パイプ全体の圧力損失は変数pipe.flowModel.dps_fg[1]から取得できる:

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すべての寸法が同じに保たれる場合,パイプ間の唯一の違いは内部の粗さの値である.実験を複製し,以下のpipe.roughness値を使用して再実行して,圧力損失を比較する:

サイズの異なるパイプの比較

直径0.127m(5インチ)と0.254m(10インチ)の2つのPVCパイプ(粗さ=0.0015mm)を比較する.実験を複製して2つの直径で再実行し,圧力損失を比較する.

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パイプ径を2倍にすることで圧力損失を96%削減する.したがって,より大きな直径のパイプで流体を輸送する方がエネルギー効率が高くなる.