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Liquid & Gas Properties Module

Modellazione di miscele di gas, liquido e miscele di liquidi e gas

Quando si impostano e si eseguono simulazioni CFD, trasferimento di calore e acustica, è fondamentale modellare correttamente le proprietà del materiale. Con il Liquid & Gas Properties Module, è possibile calcolare in modo semplice e accurato densità, viscosità, conducibilità termica, capacità termica e altre proprietà come funzioni di composizione, pressione e temperatura.

Tutte le funzionalità disponibili nel Liquid & Gas Properties Module sono incluse anche nei seguenti prodotti: Chemical Reaction Engineering Module, Battery Design Module e Fuel Cell & Electrolyzer Module.

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Modello di una guarnizione di un motore con una delle quattro parti cilindriche meshata, linee di flusso blu che si muovono attraverso il sistema e quattro grafici di sezione, nella tabella colori di una termocamera.
Un modello di particle tracing che mostra le particelle come sfere che si muovono all'interno di un dominio rettangolare e linee di flusso rosse per indicare il movimento delle particelle.

Proprietà per simulazioni CFD

La densità e la viscosità dei fluidi possono dipendere da composizione, pressione e temperatura. Ottenere valori accurati per queste proprietà è importante e può influenzare la progettazione di dispositivi e processi. Il Liquid & Gas Properties Module fornisce gli strumenti per calcolare densità e viscosità per miscele di gas di composizione arbitraria. Inoltre, il modulo contiene modelli di proprietà per soluzioni liquide, come soluzioni acquose e soluzioni con solventi organici. Per sistemi a flusso bifase, il modulo prevede modelli per calcolare la composizione di equilibrio delle fasi vapore e liquido in funzione della pressione e della temperatura.

Proprietà per simulazioni di scambio termico

La simulazione di trasferimento termico nei fluidi richiede proprietà quali conducibilità termica e capacità termica, oltre a densità e viscosità. Per esempio, nella progettazione di sistemi di climatizzazione e ventilazione le proprietà dell'aria dipendono da umidità relativa, pressione e temperatura, e queste dipendenze possono essere importanti per l'accuratezza degli studi di modellazione e simulazione. Questo vale anche per i refrigeranti, così come per gas e fluidi utilizzati nei processi in diversi settori.

Il Liquid & Gas Properties Module include modelli per il calcolo della conducibilità termica e della capacità termica in funzione della pressione e della temperatura. Queste proprietà si possono calcolare per miscele di gas e miscele liquide di composizione arbitraria, e possono essere utilizzate per modelli e simulazioni di scambio termico accurati.

Un modello di heat pipe tagliato longitudinalmente per esporre un interno in gradazione arcobaleno.
Modello di accoppiatore cilindrico con un terzo in sezione per rivelare l'interno in gradazione arcobaleno.

Proprietà per simulazioni acustiche

Le onde acustiche di pressione si propagano nei fluidi, spesso acqua o aria, e dipendono da pressione, temperatura, viscosità di bulk, capacità termica e conducibilità termica. In aria, l'umidità relativa influisce su queste proprietà. La precisione di queste proprietà, e quindi l'accuratezza dei risultati della simulazione della pressione acustica, dipendono dalle variabili sopra menzionate, che possono essere calcolate con il Liquid & Gas Properties Module.

Caratteristiche e funzionalità del Liquid & Gas Properties Module

Funzionalità su misura per specificare le proprietà di liquidi e gas.

Visualizzazione in primo piano che evidenzia il Model Builder con il nodo Vapor-Liquid System evidenziato e mostra le impostazioni del Thermodynamic System.

Proprietà termodinamiche

Il Liquid & Gas Properties Module include modelli e parametri per calcolare le seguenti proprietà:

  • Calore di reazione
  • Calore di formazione
  • Capacità termica
  • Viscosità
  • Densità
  • Conducibilità termica
  • Diffusività binaria
  • Attività e fugacità

Queste proprietà possono essere calcolate per miscele di liquidi e miscele di gas. Inoltre, è possibile eseguire calcoli di equilibrio per sistemi gas-liquido (i cosiddetti calcoli flash) sistemi gas-liquido-liquido e sistemi liquido-liquido.

Visualizzazione in primo piano delle impostazioni del Thermodynamic System e un modello di heat pipe nella finestra Graphics.

Modelli termodinamici e di proprietà

Il Liquid & Gas Properties Module utilizza diversi modelli termodinamici. La varietà di modelli disponibile riflette il fatto che nessun modello termodinamico è in grado di descrivere tutti i gas e i liquidi. La scelta del modello dipende dal tipo di miscela e dalle condizioni. Oltre ai modelli termodinamici, è possibile specificare di volta in volta il modello per le proprietà.

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