熱交換器ライブラリは、熱交換器の設計と解析のための環境と、システムモデルの統合に便利なインタフェースを提供します。プレート型やマイクロチャネル型などのコンパクトな設計を中心に、多数のジオメトリベースの熱交換器を収録しています。冷媒などの二相流体、非圧縮性液体、空気、加圧ガスなどの単相流体の両方をサポートしています。
熱伝導と圧力損失は、公開文献にある最新の相関関係や、実験データで校正するためのインターフェースを備えたユーザー定義の動作点入力によって決定されます。ライブラリがオープンであるため、ユーザーは社内の知識に基づく独自のモデルと、ライブラリから利用可能なサブコンポーネントやテンプレートを組み合わせることができます。
本ライブラリの重要な特徴の1つは、熱交換器の位置が性能に与える影響を調べるために、熱交換器を直列に配置することができる点です。熱交換器の内部で温度と流速の分布をモニターしたり、CFDデータなどから2次元境界条件として提供することができます。一般的な例としては、自動車のフロントグリル開口部の後ろに位置する空気流中の熱交換器スタックが挙げられます。
また、蒸気サイクルライブラリおよび液体冷却ライブラリと完全統合され、エネルギー輸送、冷却、加熱、冷蔵、熱生成を含む完全な熱管理アーキテクチャをモデル化することができます。
図：自動車やトラックの吸気口の調査などに使用できる、部分的に重なり合った2つの積層型熱交換器と障害物
適用例
熱交換器スタック
熱交換器スタックは、流体回路間の重要なカップリングポイントです。本ライブラリは、気流のストリームチューブアプローチを使用してスタックすることができる詳細なジオメトリベースのモデルを提供します。これにより、スタック内の各熱交換器の非一様な条件が保持されます。
ライブラリの熱交換器モデルは、一様および非一様な気流入力に対応しています。この定式化は、合理的な数の流路管でドライブサイクルの作業をサポートするのに十分な効率を持っています。
熱交換器スタックシミュレーションの結果が冷却パックコンセプトの評価をサポートしている技術論文「Integrated Vehicle Thermal Management in Modelica」をご覧ください．
熱交換器ライブラリにあるストリームチューブのアプローチとサンプルスタック
熱交換器の寸法と設計
本ライブラリは様々な熱交換器モデルを含む、熱交換器設計のためのリファレンスツールです。テストベンチが容易に利用できるため、モデリング時間とシミュレーションのセットアップ時間の両方を短縮することができます。
アクティブグリルシャッター
アクティブグリルシャッターの制御戦略開発にも最適なライブラリです。
熱交換器は、しばしば流体回路と周囲の空気との間の物理的な境界となります。このことは、熱交換器の性能がシステムの効率に影響を与えるだけでなく、空気側にも影響を与えることを意味します。このトレードオフは自動車産業において最も顕著で、グリルシャッターを閉じることで吸気量を減らし、車両の空気抵抗係数を低減させます。熱交換器を一方ではCFDの結果に、他方ではシステムモデルに結合することができるため、この相互作用を研究することができます。
インタークーラーの設計
インタークーラは、内燃エンジンの体積効率を向上させるための重要な要素です。本ライブラリにはアプリケーションに特化した幅広いモデルのセットが含まれており、お客様の空対液インタークーラーやチャージエアクーラーを表現するために簡単にパラメータ化することが可能です。
詳細な熱交換器モデルを必要とするすべてのアプリケーションで使用されています。
リソース
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