Amesim学习——气体混合室仿真

Demo概述

 

这一次来学习一下Gas Mixture库

 

混合室作为最简单的一个Gas Mixture Demo,可以帮助我们更好地理解Gas Mixture库相关的建模思路:

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元件学习:

GMGD0 - gas mixture definition

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混合气体模块,该模块用于定义可能会出现的混合气体,指定其中会混合的气体编号和其初始比例

 

GMGD00 - generic gas definition

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左侧一排元件为GMGD00 - generic gas definition,气体定义模块,这是一个类似于Matlab中全局变量一样的概念,用于定义一种气体,并设置该气体的编号用于模型引用。

 

GMCS001 - gas mixture pressure and temperature source

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该模块为一个气体源,类似上一期电流、电压源。该源能够稳定提供一个恒定压力和温度的气体来源,可以理解为有一个无限大的恒压储气罐给回路供气,怎么用源的气体不会减少。

 

GMOR001 - gas mixture orifice (constant flow coefficient)

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该元件为一个横流量系数孔板元件,可以想象为在上面那个恒压储气罐上开个口连个小管子,这个管子的直径由改元器件定义。

 

GMCH000 - gas mixture chamber with heat exchange

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混合室,可以建立一个指定容积的气体混合腔,该腔体也可以把热量向外散出。


SKETCH

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还是照着Demo画出来就行,这个模型画起来很简单。注意11、12这条支路为混合气出口。

 

值得注意的是,尽量在气体类型部分,也就是0~4,好好注释一下气体对应的引用编号(index),否则后续仿真时候会遇到很多麻烦。像右侧这种注释,学习时建议也仿照Demo这样写一下,这样才能更快了解各个元件功能。


SUBMODEL

Submodel没什么好进行特殊设置的,点击它即可,自动选择最简模型

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PARAMETER

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首先要设置好模型中可能出现的气体类型,fluid definition即可设置气体类型,然后在gas type index写好该气体的编号,最好与编号一致方便自己引用

 

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然后设置混合气,number of species中选择可能混合气体的数量,这个模型中为4。然后在下面为这四个可能混合的气*定其对于的气体编号(即刚刚的氢气氧气等)。然后设置混合气体自己的编号gas mixture index,这里是10。

 

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气源的设置,点击气源,可以看到要设置gas mixture index,这个混合气体编号与前面定义的混合气体编号一致即可。然后在Fraction部分设置每个气体的比例。我们这里设置氧气与氢气气源都是纯气体,然后其压力都是1,5bar。

 

这里我们设置出口的气体源为空气的成分,且只有1个大气压。(注意,虽然也是气源,但是可以换个方式理解,不管多少气体进入这样一个无限大的罐子,都不会影响其气体成分、温度与压力)

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孔径的设置,管径这里我们设置好对应的混合气体index,然后设置好孔径(orifice area)。这里我打算让氢气的孔径较小,氧气较大,则设置空气为5mm,氢气为1mm。混合室的出口为5mm。

 

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混合室我们设置为1bar,气体种类也设置为空气的成分,容积有5L。


SIMULATION

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不知道多久能达到稳态,先设置个5秒吧

仿真!

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还记得我们设置的气体index么,这时候就要根据index去看看这几个曲线都代表的是哪个气体,我这里标注下。可以看到5s还不足以让混合室内气体成分达到平衡,我们延长到20s。

 

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快了快了,理论上纯氢气与纯空气冲击这个混合室最后的比例会接近于1:1,考虑到孔径不同,氧气大点,那应应该氧气的比例要稍微高点。把时间设置为40s。

 

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40s气体成分接近稳定,最后混合室内氧气比例接近55%,氢气比例接近45%,其他两种气体已经几乎为0%了。仿真OK!

 

模型分享:

https://download.csdn.net/download/weixin_44281768/12838628