Гидравлика · технологический объект

Заполнение технологической ёмкости

Подача жидкости, газовый отвод и управляемый отбор: схема процесса и панель уровня, давления и температуры.

Задача

Проследить, как подача и отбор меняют запас жидкости в технологической ёмкости. Объектный слой показывает четыре части процесса, визуальный — текущий уровень, заполнение, давление и температуру.

Скачать схему ORPHYS · JSON
Откройте скачанный файл через «Открыть → Проводник» в MARS. Подсказки и оформление сохранены внутри схемы.

Объектная схема

Подача жидкости проходит через входной клапан в ёмкость. Верхняя ветвь ведёт к газовому приёмнику, нижняя — через клапан отбора к жидкостному приёмнику. Приёмники расположены справа, все связи проходят по горизонтали и вертикали вне корпусов. Цветные группы соответствуют подаче, накоплению, газовому отводу и отбору.

Полная схема ORPHYS: подача слева, ёмкость в центре, газовый отвод и отбор жидкости справа.

Начальные условия

Диаметр и высота ёмкости — по 1 м. Начальное заполнение — 10%, уровень — 0,100 м. Жидкость — вода при 20 °C. Источник работает в режиме заданного массового расхода 1 кг/с; входной клапан открыт, отбор жидкости закрыт. Это обеспечивает сценарий наполнения. При напорной подаче нужно отдельно обеспечить давление источника выше давления ёмкости.

Как повторить эксперимент

1. Откройте схему и запустите расчёт, затем перейдите на визуальный слой.
2. Сравните начальные 10% и уровень 0,100 м с показаниями через 15–20 с.
3. Поставьте расчёт на паузу. На объектном слое увеличьте opening клапана отбора в пределах 0…1 и продолжите наблюдение.
4. Сопоставьте подачу и отбор с изменением уровня. В режиме заданного расхода изменение входного клапана в первую очередь меняет требуемый перепад давления; подачу изменяйте через m_dot_kgs источника.

Реальный расчёт наполнения ORPHYS: индикатор доли заполнения и отдельные панели уровня, давления и температуры.

Как читать результат

Индикатор показывает долю объёма в процентах, уровень измеряется в метрах, давление — абсолютное в МПа, температура — в °C. При проверке уровень вырос с 0,100 до 0,121 м примерно за 16,7 с. Формула уровня ниже предполагает постоянные плотность и площадь сечения; тепловой и газовый режимы могут влиять на поведение полной технологической модели.

Баланс жидкости

\begin{aligned}\frac{\mathrm{d}m}{\mathrm{d}t}&=\dot m_{\mathrm{вх}}-\dot m_{\mathrm{вых}}\\\frac{\mathrm{d}h}{\mathrm{d}t}&=\frac{\dot m_{\mathrm{вх}}-\dot m_{\mathrm{вых}}}{\rho A}\quad(\rho,A=\mathrm{const})\end{aligned}