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.

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.

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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