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パイプ加熱の例

コンポーネントのドラッグイン固定された熱流パラメータの定義
タンク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
パイプパラメータの定義

この例では,中を通る流体を加熱するパイプを使用するタンクの充填をモデル化する.

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流体温度に対する熱の追加の影響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:

タンクパラメータの定義

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)

Height:タンク全体の高さ.デフォルトでは,タンク内の液体の初期レベルは0.5 * height of the tankに設定されている.デフォルトを維持することも,Initializationタブに移動してlevel_startパラメータを変更することによって変えることもできる.

crossArea:タンクの断面積を定義する.

Ports:他のコンポーネントを接続することができるタンクの出口を指す.

nPorts:この例では,アンビエントのみに接続したいため,nPortsを1に設定する.

use_portsDatause_portsDataをtrueに設定する.

portsDataportsDataをリストとして与える,つまり,中括弧 {} を使用して指定する必要がある.引数として関数Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData()を取る.Class Browserの検索フィールドに名前を入力して関数を開くと,入力を確認できる:

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diameterheight,その他のパラメータを定義できる.この例では,ポートの高さを0m,直径を0.3mに設定する.zeta_outzeta_inにはデフォルトを使用する.portsDataへの入力は次のようになる:{Modelica.Fluid.Vessels.BaseClasses.VesselPortsData(diameter = 0.3, height = 0)}

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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:アンビエントはタンク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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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:

固定された熱流パラメータの定義

Q_flow:固定の熱流量を設定する.

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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

タンクの温度とレベルをプロットする.温度は熱移動データtank.heatTransfer.Ts[1]から取得でき,tank.levelをプロットすることによってレベルが取得できる.

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タンク内の流体の温度は100分後に20°Cから約22°Cまで上昇する.