Локальное сопротивление

Гидравлическое сопротивление задано коэффициентом потерь

Библиотека

Локальные гидравлические сопротивления

Описание

Блок Local Resistance представляет типичное локальное гидравлическое сопротивление, такое как изгиб, колено, подбор кривой, фильтр, локальное изменение в сечении потока, и так далее. Падение давления, вызванное сопротивлением, вычисляется на основе коэффициента падения давления, который обычно обеспечивается в каталогах, таблицах данных или гидравлических учебниках. Коэффициент падения давления может быть задан или как константа, или таблицей, в которой он сведен в таблицу по сравнению с числом Рейнольдса.

Перепад давления между портом A и портом B:

Δp=pA−pB,

где:

  • p является перепадом давления.

  • p A является манометрическим давлением в порте A.

  • p B является манометрическим давлением в порте B.

Если параметр Model parameterization устанавливается на By semi-empirical formulas, перепад давления связан с объемным расходом выражением:

q=A2K⋅ρ⋅p(p2+pcr2)1/4

где:

  • q является объемным расходом.

  • A является областью потока.

  • K является коэффициентом падения давления сопротивления потока.

  • ρ является жидкой плотностью.

  • p Cr является минимальным давлением для турбулентного течения.

Если параметр Model parameterization устанавливается на By loss coefficient vs. Re table, перепад давления связан с объемным расходом выражением:

p=K(Ре)ρq|q|2A2

где K является теперь функцией числа Рейнольдса (Ре). Его значение задано в диалоговом окне блока в сведенной в таблицу форме против числа Рейнольдса:

Ре=q⋅DHA⋅ν

где:

  • D H является гидравлическим диаметром сопротивления потока:

    DH=4Aπ

  • ν является кинематической вязкостью.

Для коэффициента постоянного давления потерь минимальное давление для турбулентного течения, p cr, вычисляется согласно пластинчатому методу спецификации перехода:

  • Отношением давления — переход от пластинчатого до бурного режима задан следующими уравнениями:

    p cr = (p в среднем + банкомат p) (1 – бегство B)

    p в среднем = (p + p B)/2

    где

    p в среднемСреднее давление между распределительными коробками
    Банкомат pАтмосферное давление, 101 325 Па
    Бегство BОтношение давления при переходе между пластинчатыми и бурными режимами (значение параметров Laminar flow pressure ratio)

  • Числом Рейнольдса — переход от пластинчатого до бурного режима задан следующими уравнениями:

    pcr=Kρ2(Реcr⋅νDH)2

    где

    Re crКритическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number)

Блок обеспечивает две параметризации:

  • By semi-empirical formulas — Коэффициент падения давления принят, чтобы быть постоянным для определенного направления потока. Режим потока может быть или пластинчатым или бурным, в зависимости от числа Рейнольдса.

  • By loss coefficient vs. Re table — Коэффициент падения давления задан как функция числа Рейнольдса. Режим потока принят, чтобы быть бурным в любом случае. Необходимо гарантировать, что содействующие данные потерь соответствуют этому режиму потока.

Сопротивление может быть симметричным или асимметричным. В симметричных сопротивлениях падение давления практически не зависит от направления потока, и одно значение коэффициента используется для обоих прямой и противоположный поток. Для асимметричных сопротивлений отдельные коэффициенты обеспечиваются для каждого направления потока. 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 Δp=pA−pB,.

Основные предположения и ограничения

  • Жидкая инерция не учтена.

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

Параметры

Вкладка параметров

Resistance area

Самая маленькая область прохода. Значением по умолчанию является 1e-4 m^2.

Model parameterization

Выберите один из следующих методов для определения коэффициента падения давления:

  • By semi-empirical formulas — Предоставьте скалярное значение для коэффициента падения давления. Для асимметричных сопротивлений необходимо обеспечить отдельные коэффициенты для прямого и противоположного потока. Это - метод по умолчанию.

  • By loss coefficient vs. Re table — Обеспечьте сведенные в таблицу данные коэффициентов потерь и соответствующих чисел Рейнольдса. Коэффициент потерь определяется одномерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции. Для асимметричных сопротивлений таблица должна покрыть и положительное и отрицательные области потока.

Pressure loss coefficient for direct flow

Коэффициент потерь для прямого потока (вытекающий к B). Для простых идеальных настроек значение коэффициента может быть определено аналитически, но в большинстве случаев его значение определяется опытным путем и обеспечивается в учебниках и таблицах данных (например, см. [1]). Значением по умолчанию является 2. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в By semi-empirical formulas.

Pressure loss coefficient for reverse flow

Коэффициент потерь для противоположного потока (вытекающий B к A). Параметр подобен коэффициенту потерь для прямого потока и должен быть установлен на то же значение, если сопротивление симметрично. Значением по умолчанию является 2. 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 150. 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.

Вкладка переменных

Flow rate

Объемный расход через локальное сопротивление в нуле времени. Программное обеспечение Simscape™ использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Pressure differential

Перепад давления между локальными портами сопротивления в нуле времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы вести начальную настройку компонента и модели. Могут быть проигнорированы начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью. Установите столбец Priority на High приоритизировать эту переменную по другому, низкому приоритету, переменным.

Ограниченные параметры

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

  • Model parameterization

  • Interpolation method

  • Extrapolation method

  • Laminar transition specification

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] 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 R2006a

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте