Постепенное изменение области

Постепенное расширение или сокращение

Библиотека

Локальные гидравлические сопротивления

Описание

Блок Gradual Area Change представляет локальное гидравлическое сопротивление, такое как постепенное изменение площади поперечного сечения. Сопротивление представляет постепенное расширение (диффузор) если потоки жидкости от входного отверстия до выхода или постепенного сокращения если потоки жидкости от выхода, чтобы вставить. Блок основан на блоке Local Resistance. Это определяет коэффициент падения давления и передает его значение базовому Локальному блоку Resistance. Блок предлагает два метода параметризации: путем применения полуэмпирических формул (с постоянным значением коэффициента падения давления) или поиском по таблице для коэффициента падения давления на основе числа Рейнольдса.

Если вы принимаете решение применить полуэмпирические формулы, вы обеспечиваете геометрические параметры сопротивления, и коэффициент падения давления определяется согласно уравнениям А.Х. Гибсона (см. [1] и [2]):

KGE={Kcor(1−AsAL)2·2.6sinα2для 0 < α <= 45oKcor(1−AsAL)2для 45o < α < 180o

KGC={Kcor·0.5(1−AsAL)0.75·1.6sinα2для 0 < α <= 45oKcor·0.5(1−AsAL)0.75·sinα2для 45o < α < 180o 

где

KGEКоэффициент падения давления для постепенного расширения, которое происходит если потоки жидкости от входного отверстия до выхода
KGCКоэффициент падения давления для постепенного сокращения, которое происходит если потоки жидкости от выхода, чтобы вставить
KcorПоправочный коэффициент
ASНебольшая площадь
ALБольшая площадь
αВложенный угол

Если вы принимаете решение задать коэффициент падения давления таблицей, необходимо обеспечить сведенное в таблицу отношение между коэффициентом потерь и числом Рейнольдса. В этом случае коэффициент потерь определяется одномерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.

Коэффициент падения давления, определенный любым из этих двух методов, затем передается базовому Локальному блоку Resistance, который вычисляет падение давления согласно формулам, объясненным в справочной документации для того блока. Режим потока проверяется в базовом Локальном блоке Resistance путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим значением числа Рейнольдса, и в зависимости от результата, соответствующая формула для вычисления падения давления используется.

Блок Gradual Area Change двунаправлен и вычисляет падение давления для обоих прямой поток (постепенное расширение), и возвратите поток (постепенное сокращение). Если коэффициент потерь задан таблицей, таблица должна покрыть и положительное и отрицательные области потока.

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 падения давления определяются как p=pA−pB.

Основные предположения и ограничения

  • Жидкая инерция не учтена.

  • Если вы выбираете параметризацию заданным таблицей отношением K=f(Re), поток принят, чтобы быть бурным.

Параметры

Model parameterization

Выберите один из следующих методов для параметризации блока:

  • By semi-empirical formulas — Обеспечьте геометрические параметры сопротивления. Это - метод по умолчанию.

  • Tabulated data — loss coefficient vs. Reynolds number — Обеспечьте сведенное в таблицу отношение между коэффициентом потерь и числом Рейнольдса. Коэффициент потерь определяется одномерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции. Таблица должна покрыть и положительное и отрицательные области потока.

Small diameter

Внутренний диаметр маленького порта, A. Значением по умолчанию является 0.01 m.

Large diameter

Внутренний диаметр большого порта, B. Значением по умолчанию является 0.02 m. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в By semi-empirical formulas.

Cone angle

Вложенный угол. Значение по умолчанию является градусом 30. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в By semi-empirical formulas.

Correction coefficient

Поправочный коэффициент используется в формуле для вычисления коэффициента потерь. Значением по умолчанию является 1. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в By semi-empirical formulas.

Laminar transition specification

Если Model parameterization установлен в By semi-empirical formulas, 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 350. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Reynolds number vector

Задайте вектор входных значений для чисел Рейнольдса как одномерный массив. Вектор входных значений должен строго увеличиваться. Значения могут быть неоднородно расположены с интервалами. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо обеспечить по крайней мере два значения для линейной интерполяции, по крайней мере три значения для сглаженной интерполяции. Значениями по умолчанию является [-4000, -3000, -2000, -1000, -500, -200, -100, -50, -40, -30, -20, -15, -10, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000, 5000, 10000]. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в By loss coefficient vs. Re table.

Loss coefficient vector

Задайте вектор содействующих значений потерь как одномерный массив. Вектор коэффициентов потерь должен быть одного размера как вектор чисел Рейнольдса. Значениями по умолчанию является [0.25, 0.3, 0.65, 0.9, 0.65, 0.75, 0.90, 1.15, 1.35, 1.65, 2.3, 2.8, 3.10, 5, 2.7, 1.8, 1.46, 1.3, 0.9, 0.65, 0.42, 0.3, 0.20, 0.40, 0.42, 0.25]. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в By loss coefficient vs. Re table.

Interpolation method

Выберите один из следующих методов интерполяции для приближения выходного значения, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:

  • Linear — Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую производительность.

  • Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D). Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в By loss coefficient vs. Re table.

Extrapolation method

Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:

  • Linear — Выберите эту опцию, чтобы произвести кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.

  • Самый близкий Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D). Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в By loss coefficient vs. Re table.

Ограниченные параметры

Когда ваша модель находится в Ограниченном режиме редактирования, вы не можете изменить следующие параметры:

  • Model parameterization

  • Interpolation method

  • Extrapolation method

Все другие параметры блоков доступны для модификации. Фактический набор модифицируемых параметров блоков зависит от значения параметра Model parameterization в то время, когда модель перешла к режиму Restricted.

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 сопротивления.

B

Гидравлический порт сохранения сопоставлен с выходом сопротивления.

Ссылки

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

[2] Idelchik, т.е. руководство гидравлического сопротивления, CRC дом Begell, 1994

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