Колено

Гидравлическое сопротивление в колене

Библиотека

Локальные гидравлические сопротивления

Описание

Блок Elbow представляет колено как локальное гидравлическое сопротивление. Падение давления вычисляется с полуэмпирической формулой на основе коэффициента падения давления, который определяется в соответствии с рекомендациями Crane Co. (см. [1], p. A-29). Два типа колена рассматриваются: гладко изогнутый (стандартный) и с острым краем (срез). Блок покрывает колена в 5-100-миллиметровом и области значений степеней 0–90.

Блок основан на блоке Local Resistance. Это вычисляет коэффициент падения давления и передает его значение, а также критическое значение числа Рейнольдса, к блоку Local Resistance, который вычисляет падение давления согласно формулам, объясненным в справочной документации для того блока.

Падение давления для режима турбулентного течения определяется согласно следующей формуле:

p=Kρ2A2q|q|

где

qСкорость потока жидкости
pПадение давления
KКоэффициент падения давления
AТолкните площадь поперечного сечения локтем
ρЖидкая плотность

Режим потока проверяется в базовом Локальном блоке Resistance путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим значением числа Рейнольдса. Для режима ламинарного течения формула для вычисления падения давления изменяется, как описано в справочной документации для блока Local Resistance.

Базовые данные для содействующего вычисления падения давления являются заданным таблицей отношением между фактором трения fT и внутренним диаметром для чистых коммерческих стальных каналов с потоком в зоне полной турбулентности (см. [1], p. A-26). Для гладко кривого, стандартного 90o колена, коэффициент падения давления определяется с формулой

K=30fT

Для колен с различными углами коэффициент исправляется с отношением, представленным в [2], Fig 4.6:

Kcorr=α(0.0142−3.703·10−5α)

где α является углом колена в градусах (0 ≤ α ≤ 90).

Поэтому коэффициент падения давления для гладко кривых, стандартных колен определяется с формулой

KSCE=30fT·α(0.0142−3.703·10−5α)

Для с острым краем изгибается срез, коэффициент падения давления определяется согласно таблице, предоставленной в [1], p. A-29, как функция диаметра колена и угла

KME=f(d,α)

где 5 ≤ d ≤ 100 мм и 0 ≤ α ≤ 90 градусов.

Связи A и B сохраняют гидравлические порты, сопоставленные с входным отверстием блока и выходом, соответственно.

Блок положительное направление от порта к порту B. Это означает, что скорость потока жидкости положительна, если потоки жидкости от до B и перепада давления определяются как p=pA−pB.

Предупреждение

Формулы, используемые в блоке Elbow, являются очень аппроксимированными, особенно в пластинчатых и переходных областях потока. Для более точных результатов используйте блок Local Resistance с заданным таблицей отношением K=f(Re).

Основные предположения и ограничения

  • Жидкая инерция не учтена.

  • Колено принято, чтобы быть сделанным из чистого коммерческого стального канала.

Параметры

Elbow type

Параметр может иметь одно из двух значений: Smoothly curved или Sharp-edged (miter). Значением по умолчанию является Smoothly curved.

Elbow internal diameter

Внутренний диаметр канала. Значение должно быть в области значений между 5 и 100 мм. Значением по умолчанию является 0.01 m.

Elbow angle

Угол изгиба. Значение должно быть в области значений между 0 и 90 градусами. Значение по умолчанию является градусом 90.

Laminar transition specification

Выберите как переходы блока между пластинчатыми и бурными режимами:

  • Pressure ratio — Переход от пластинчатого до бурного режима сглажен и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую робастность симуляции.

  • Reynolds number — Переход от пластинчатого до бурного режима принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.

Laminar flow pressure ratio

Отношение давления, в который переходы потока между пластинчатыми и бурными режимами. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.

Critical Reynolds number

Максимальное число Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от отверстия геометрический профиль. Можно найти рекомендации на значении параметров в учебниках по гидравлике. Значением по умолчанию является 80. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

 Ограниченные параметры

Глобальные параметры

Параметры, определенные типом рабочей жидкости:

  • Fluid density

  • Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать жидкие свойства.

Порты

Блок имеет следующие порты:

A

Гидравлический порт сохранения сопоставлен с входным отверстием колена.

B

Гидравлический порт сохранения сопоставлен с выходом колена.

Ссылки

[1] Поток жидкостей через клапаны, подборы кривой и канал, клапаны подъемного крана Северная Америка, технический документ № 410M

[2] Джордж Р. Келлер, анализ гидравлической системы, опубликованный редакторами Hydraulics & Pneumatics Magazine, 1970

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

| | | |

Представленный в R2006b

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте