Частично заполненный вертикальный LP канала

Частично заполненный вертикальный канал, соединяющий два корпуса

Библиотека

Блоки низкого давления

Описание

Блок Partially Filled Vertical Pipe LP моделирует вертикальный канал, соединяющий два корпуса. Блок учитывает возможность, что лучший корпус освобожден, и поэтому верхний порт канала может быть представлен. Уровень жидкости в канале затем обосновывается в некотором промежуточном положении, в зависимости от давлений в обоих портах.

Следующая принципиальная схема показывает два корпуса, соединенные частично заполненным вертикальным каналом, где:

h _A и h _B является повышениями портов A и B, соответственно
h _P является уровнем жидкости в канале
L является длиной канала

Корпус принят, чтобы быть пустым, когда жидкий объем становится меньше, чем заданное значение. Если восходящий корпус освобожден, скорость потока жидкости через порт A принята, чтобы быть 0, и давление герметизации корпуса распространяет через порт к каналу. Когда давление увеличивается в нижнем порту B, потоки жидкости в восходящем направлении. После того, как канал абсолютно заполнен, жидкость может начать заполнять лучший бак.

Вы должны порт connect к компоненту, который обеспечивает данные по жидкому объему (такому как блок Reservoir или любой из блоков корпуса). Порт повышение должен быть больше, чем повышение порта B.

Вы можете порт connect B к любому гидравлическому компоненту с одним ограничением: компонент должен сохранить порт погруженным в любом случае.

Канал гидравлическое сопротивление пропорционален длине жидкости в канале (влажная длина). Чем короче влажная длина, тем ниже сопротивление. Чтобы избежать нулевого сопротивления как, влажной длины приближается 0, объем жидкости в канале ограничивается тем же минимальным значением как корпус. После того, как минимальный объем достигнут, скорость потока жидкости через порт B принята, чтобы быть 0.

Это - хорошая практика к порту connect B или к другому корпусу или к источнику давления. Когда вы соединяете его с источником давления, это - хорошая практика, чтобы вставить некоторое гидравлическое сопротивление (зафиксированное отверстие, клапан, и так далее) между каналом и источником, избежать нулевого сопротивления.

Модели блока передают по каналу с круговыми и некруговыми сечениями. Блок составляет потери трения, переменный уровень жидкости в канале и получившиеся переменные головы в портах. Блок основан на предположении об установившихся жидких условиях импульса. Для получения дополнительной информации смотрите Основные предположения и Ограничения. Чтобы составлять локальные сопротивления (такие как изгибы, подборы кривой, входное отверстие и потери выхода, и так далее), преобразовывают сопротивления в их эквивалентные длины, подводят итог всех сопротивлений, чтобы получить их совокупную длину, и затем добавить эту длину в канал геометрическая длина. Отношение между добавленным и текущей влажной длиной канала сохраняется постоянное, когда канал освобожден или заполнен с жидкостью.

Скорости потока жидкости через порты канала вычисляются индивидуально, потому что они отличаются, когда верхний порт представлен. Скорости потока жидкости пропорциональны зависимому режимом потоком фактору трения и перепаду давления. Трение включает бурный режим, определяется с приближением Haaland [1]:

$f = \frac{1}{{(- 1.8 {журнал}_{10} (\frac{6.9}{R e} + {(\frac{k / D_{H}}{3.7})}^{1.11}))}^{2}}$

$Ре = \frac{q \cdot D_{H}}{A \cdot ν}$

где

f	Фактор трения
k	Высота шероховатости на канале внутренняя поверхность
Re	Число Рейнольдса
q	Скорость потока жидкости
D _H	Передайте гидравлический диаметр по каналу
A	Передайте площадь поперечного сечения по каналу
ν	Жидкая кинематическая вязкость

В пластинчатом режиме фактор трения определяется как

$f = \frac{s}{^{Ре}}$

где s является геометрическим форм-фактором или Пуазейлем номер [1], заданный как функция фактора Фэннинга для различных некруговых форм: прямоугольник, концентрическое кольцо, эллипс и круговой сектор.

Фактор трения во время перехода от пластинчатого до бурных режимов определяется с линейной интерполяцией между экстремальными точками режимов. В результате этих предположений канал моделируется согласно следующим уравнениям:

$q_{A} = {\begin{array}{l} 0 & для p > = 0, V < V_{\min} \\ A \sqrt{\frac{1}{f} \frac{D_{H}}{L_{e f}}} \sqrt{\frac{2}{ρ} \cdot p} & для p > = 0, V > = V_{\min}, R e > = R e_{c r} \\ 2 \cdot A \cdot \frac{D_{H}^{2}}{s \cdot ν \cdot ρ \cdot L_{e f}} \cdot p & для p > = 0, V > = V_{\min}, R e < R e_{c r} \\ 0 & для p < 0, L_{F} < = L \\ 2 \cdot A \cdot \frac{D_{H}^{2}}{s \cdot ν \cdot ρ \cdot L_{e f}} \cdot p & для p < 0, L_{F} > L, R e < R e_{c r} \\ A \sqrt{\frac{1}{f} \frac{D_{H}}{L_{e f}}} \sqrt{\frac{2}{ρ} \cdot | p |} & для p < 0, L_{F} > L, R e > = R e_{c r} \end{array}$

$q_{B} = {\begin{array}{l} 0 & для p > = 0, V_{F} < V_{\min} \\ A \sqrt{\frac{1}{f} \frac{D_{H}}{L_{e f}}} \sqrt{\frac{2}{ρ} \cdot | p |} \cdot s i g n (p) & для p > = 0, V_{F} > = V_{\min}, R e > = R e_{c r} \\ 2 \cdot A \cdot \frac{D_{H}^{2}}{s \cdot ν \cdot ρ \cdot L_{e f}} \cdot p & для p > = 0, V_{F} > = V_{\min}, R e < R e_{c r} \end{array}$

$q_{A} - q_{B} = \frac{d V_{p}}{d t}$

$L_{F} = \frac{V_{p}}{A}$

$L_{e f} = L_{F} (1 + \frac{L_{a d}}{L})$

$h_{p} = L_{F} \frac{h_{A} - h_{B}}{L}$

$p = p_{A} - p_{B} + ρ \cdot g \cdot h_{p}$

где

q _A, q _B	Скорости потока жидкости через порт A и B, соответственно
p _A, p _B	Давления в порте A и B, соответственно
h _A, h _B	Порт A и повышения порта B, соответственно
L	Геометрическая длина канала
_Lad	Совокупная эквивалентная продолжительность локальных сопротивлений
_LF	Передайте влажную длину по каналу
_Lef	Эффективная длина канала
ρ	Жидкая плотность
p	Перепад давления через канал
V	Жидкий объем в восходящем корпусе
V _p	Объем жидкости в канале
_Min V	Минимальный объем жидкости в корпусе, или в канале. Если V становится меньше, чем _min V, то восходящий корпус рассматривается пустым, скорость потока жидкости через порт A принята, чтобы быть 0, и давление герметизации корпуса распространяет через порт к каналу. Если V _p становится меньше, чем _min V, то канал рассматривается пустым, и скорость потока жидкости через порт B принята, чтобы быть 0.
h _p	Жидкое повышение в канале
_Recr	Критическое число Рейнольдса
g	Ускорение силы тяжести

Скорость потока жидкости A рассматривается положительной когда потоки жидкости в канал. Скорость потока жидкости B рассматривается положительной когда потоки жидкости из канала.

Основные предположения и ограничения

Блок основан на предположении об установившихся жидких условиях импульса.
Жидкая инерция и жидкая сжимаемость не учтены.
Поток принят, чтобы быть полностью разработанным вдоль длины канала, поэтому эффекты конца не рассматриваются.
Чтобы составлять локальные сопротивления в канале, необходимо преобразовать сопротивления в их эквивалентные длины, подвести итог их, чтобы получить их совокупную длину, и затем добавить эту совокупную длину в канал геометрическая длина.
Повышение порта быть больше, чем тот из порта B.
Портируйте быть соединенными с гидравлическим портом лучшего корпуса. Жидкий объем в лучшем корпусе должен быть введен в блок Partially Filled Vertical Pipe LP через порт физического сигнала V. Если вы используете одно из стандартного водохранилища Simscape™ Fluids™ или блоков корпуса, соединяете его физический выходной порт непосредственно с входным портом V. Если вы используете пользовательский блок корпуса, он должен иметь порт, который экспортирует жидкий объем в корпусе как физический сигнал, и необходимо соединить этот выходной порт с входным портом V.
Порт B не должен быть представлен.
Фактор трения в бурном режиме вычисляется с приближением Haaland.
Фактор трения в пластинчатом режиме определяется как номер Пуазейля, разделенный на число Рейнольдса.
Фактор трения во время перехода от пластинчатого до бурного режима вычисляется с линейной интерполяцией.

Вкладка основных параметров

Pipe type: Тип сечения канала: Circular или Noncircular. Для кругового канала вы задаете его внутренний диаметр. Для некругового канала вы задаете его гидравлический диаметр и передаете площадь поперечного сечения по каналу. Значением по умолчанию параметра является Circular.
Pipe internal diameter: Передайте внутренний диаметр по каналу. Параметр доступен, если Pipe type установлен в Circular. Значением по умолчанию является 0.01 m.
Noncircular pipe cross-sectional area: Передайте площадь поперечного сечения по каналу. Параметр доступен, если Pipe type установлен в Noncircular. Значением по умолчанию является 0.08 m^2.
Noncircular pipe hydraulic diameter: Гидравлический диаметр сечения канала. Параметр доступен, если Pipe type установлен в Noncircular. Значением по умолчанию является 0.1 m.
Geometrical shape factor: Используемый для вычислительного фактора трения в ламинарном течении. Форма сечения канала определяет значение. Для канала с некруговым сечением, набор фактор к соответствующему значению, например, 56 для квадрата, 96 для концентрического кольца, 62 для прямоугольника (2:1), и так далее [1]. Значением по умолчанию является 64, который соответствует каналу с круговым сечением.
Pipe length: Передайте геометрическую длину по каналу. Значением по умолчанию является 100 m.
Aggregate equivalent length of local resistances: Представляет общую эквивалентную продолжительность всех локальных сопротивлений, сопоставленных с каналом. Можно объяснить падение давления, вызванное локальными сопротивлениями, такими как изгибы, подборы кривой, арматура, потери входного отверстия/выхода, и так далее, путем добавления в канал геометрической длины совокупная эквивалентная продолжительность всех локальных сопротивлений. Значением по умолчанию является 50 m.
Tank minimum volume: Минимальный объем жидкости в восходящем корпусе, или в канале, соответствуя _min V в уравнениях блока. Корпус или канал рассматриваются пустыми, если его жидкий объем становится меньше, чем _min V. Значением по умолчанию является 1e-4 m^3.
Laminar flow upper margin: Задает число Рейнольдса, в котором режим ламинарного течения принят, чтобы начать преобразовывать в бурный. Математически, это - максимальное число Рейнольдса в полностью разработанном ламинарном течении. Значением по умолчанию является 2000.
Turbulent flow lower margin: Задает число Рейнольдса, в котором режим турбулентного течения принят, чтобы быть полностью разработанным. Математически, это - минимальное число Рейнольдса в турбулентном течении. Значением по умолчанию является 4000.
Internal surface roughness height: Высота шероховатости на канале внутренняя поверхность. Параметр обычно обеспечивается в каталогах производителя или таблицах данных. Значением по умолчанию является 5e-5 m.

Вкладка вертикального положения

Port A elevation wrt reference plane: Вертикальное положение канала портирует относительно ссылочной плоскости. Значением по умолчанию является 50 m.
Port B elevation wrt reference plane: Вертикальное положение порта B канала относительно ссылочной плоскости. Значением по умолчанию является 0.

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 канала.
B: Гидравлический порт сохранения сопоставлен с выходом канала.
V: Входной порт физического сигнала, который обеспечивает данные по жидкому объему в восходящем корпусе.
L: Выходной порт физического сигнала, который экспортирует уровень жидкости канала.

Ссылки

[1] Белый, F.M., вязкий поток жидкости, McGraw-Hill, 1991

Документация

Частично заполненный вертикальный LP канала

Библиотека

Описание

Основные предположения и ограничения

Параметры

Вкладка основных параметров

Вкладка вертикального положения

Глобальные параметры

Порты

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2013a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Частично заполненный вертикальный LP канала

Библиотека

Описание

Основные предположения и ограничения

Параметры

Вкладка основных параметров

Вкладка вертикального положения

Глобальные параметры

Порты

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2013a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

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