Частично заполненный вертикальный канал, соединяющий два корпуса
Блоки низкого давления
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]:
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
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:
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.
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.
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.
Передайте внутренний диаметр по каналу. Параметр доступен, если Pipe type установлен в Circular. Значением по умолчанию является 0.01 m.
Передайте площадь поперечного сечения по каналу. Параметр доступен, если Pipe type установлен в Noncircular. Значением по умолчанию является 0.08 m^2.
Гидравлический диаметр сечения канала. Параметр доступен, если Pipe type установлен в Noncircular. Значением по умолчанию является 0.1 m.
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.
Передайте геометрическую длину по каналу. Значением по умолчанию является 100 m.
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.
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.
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.
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.
Высота шероховатости на канале внутренняя поверхность. Параметр обычно обеспечивается в каталогах производителя или таблицах данных. Значением по умолчанию является 5e-5 m.
Вертикальное положение канала портирует относительно ссылочной плоскости. Значением по умолчанию является 50 m.
Вертикальное положение порта B канала относительно ссылочной плоскости. Значением по умолчанию является 0.
Параметры, определенные типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать жидкие свойства.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сохранения сопоставлен с входным отверстием канала.
BГидравлический порт сохранения сопоставлен с выходом канала.
VВходной порт физического сигнала, который обеспечивает данные по жидкому объему в восходящем корпусе.
LВыходной порт физического сигнала, который экспортирует уровень жидкости канала.
[1] Белый, F.M., вязкий поток жидкости, McGraw-Hill, 1991
Гидравлический LP канала с переменным повышением | Резистивный LP канала с переменным повышением