Гидравлический конвейер с резистивной, жидкой инерцией, жидкой сжимаемостью и свойствами повышения
Блоки низкого давления
Модели блока Segmented Pipe LP гидравлические конвейеры с круговыми сечениями. Гидравлические конвейеры, которые являются по сути элементами распределенного параметра, представлены с наборами идентичных, соединенных последовательно, сегменты сосредоточенного параметра. Это принято это, чем больше количество сегментов, тем ближе модель сосредоточенного параметра становится к ее дубликату распределенного параметра. Эквивалентную схему конвейера, принятого в блоке, показывают ниже, наряду с настройкой сегмента.
Конвейерно обработайте эквивалентную схему
Настройка сегмента
Модель содержит столько же Постоянный Объем Гидравлические блоки Камеры, сколько существуют сегменты. Объем жидкости глыб камеры равняется
где
V | Жидкий объем |
d | Передайте диаметр по каналу |
L | Передайте длину по каналу |
N | Количество сегментов |
Блок Constant Volume Hydraulic Chamber помещается между двумя ответвлениями, каждый состоящий из блока Resistive Pipe LP и блока Fluid Inertia. Каждый (L+L_ad)/(N+1)-th фрагмент длины канала, в то время как блок Fluid Inertia имеет длину L/(N+1)L_ad обозначает дополнительную длину канала, равную, чтобы агрегировать эквивалентную длину канала локальные сопротивления, такие как подбор кривой, колена, изгибы, и так далее).
Узлы, с которым Постоянным Объемом соединяются Гидравлические блоки Камеры, присвоены, называет N_1, N_2, …, N_nn является количеством сегментов). Давления в этих узлах приняты, чтобы быть равными среднему давлению сегмента. Промежуточные узлы между Резистивным LP Канала и Жидкими блоками Инерции присвоены, называет nn_0, nn_1, nn_2, …, nn_nch_1, ch_2, …, ch_ntb_0, tb_1, tb_2, …, tb_nfl_in_0, fl_in_1, fl_in_2, …, fl_in_n
Количество сегментов определяет количество вычислительных узлов, сопоставленных с блоком. Более высокий номер увеличивает точность модели, но уменьшает скорость симуляции. Экспериментируйте с различными числами, чтобы получить подходящий компромисс между точностью и скоростью. Используйте следующее уравнение в качестве отправной точки в оценке подходящего количества сегментов:
где
N | Количество сегментов |
L | Передайте длину по каналу |
c | Скорость звука в жидкости |
| ω | Максимальная частота, которая будет наблюдаться в ответе канала |
Приведенная ниже таблица содержит пример симуляции конвейера, где первые четыре истинных собственных частоты составляют 89,1 Гц, 267 Гц, 446 Гц и 624 Гц.
| Количество сегментов | 1-й Режим | 2-й Режим | 3-й Режим | 4-й Режим |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 112.3 | – | – | – |
| 2 | 107.2 | 271.8 | – | – |
| 4 | 97.7 | 284.4 | 432.9 | 689 |
| 8 | 93.2 | 271.9 | 435.5 | 628 |
Как вы видите, ошибка составляет меньше чем 5%, если восемь сегментированных версия используется.
Различие в повышении между портами A и B распределяется равномерно между сегментами канала.
Блок положительное направление от порта к порту B. Это означает, что скорость потока жидкости положительна, если она вытекает к B, и падение давления определяется как .
Поток принят, чтобы быть полностью разработанным вдоль длины канала.
Внутренний диаметр канала. Значением по умолчанию является 0.01 m.
Передайте геометрическую длину по каналу. Значением по умолчанию является 5 m.
Количество сегментов сосредоточенного параметра в конвейерной модели. Значением по умолчанию является 1.
Этот параметр 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. Эта длина добавляется к геометрической длине канала только для гидравлического вычисления сопротивления. И жидкий объем и жидкая инерция определяются на основе канала геометрическая длина только. Значением по умолчанию является 1 m.
Высота шероховатости на канале внутренняя поверхность. Параметр обычно обеспечивается в таблицах данных или каталогах производителя. Значением по умолчанию является 1.5e-5 m, который соответствует чертившей трубке.
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.
Манометрическое давление в сегментах канала в нуле времени. Введите скаляр для конвейера одно сегмента и вектор для конвейера мультисегмента. Число элементов в векторе должно совпадать с количеством сегментов в канале. Значением по умолчанию является 0 Pa.
Параметр может иметь одно из двух значений: Rigid или Flexible. Если параметр устанавливается на Rigid, стенное соответствие не учтено, который может повысить вычислительную эффективность. Flexible значения рекомендуется для шлангов и металлических каналов, где стенное соответствие может влиять на поведение системы. Значением по умолчанию является Rigid.
Коэффициент, который устанавливает отношение между давлением и внутренним диаметром при установившихся условиях. Этот коэффициент может быть определен аналитически для цилиндрических металлических каналов или экспериментально для шлангов. Параметр используется, если параметр Pipe wall type устанавливается на Flexible. Значением по умолчанию является 2e-12 m/Pa.
Временная константа в передаточной функции, которая связывает канал внутренний диаметр, чтобы оказать давление на изменения. При помощи этого параметра моделируемый эластичный или вязкоупругий процесс аппроксимирован с задержкой первого порядка. Значение определяется экспериментально или обеспечивается производителем. Параметр используется, если параметр Pipe wall type устанавливается на Flexible. Значением по умолчанию является 0.01 s.
Газово-специфичное отношение тепла для блока Constant Volume Hydraulic Chamber. Значением по умолчанию является 1.4.
Вертикальное положение порта A относительно ссылочной плоскости. Ссылочная плоскость принята, чтобы быть эквивалентной, который использовал в параметре Port B elevation from reference plane. Значением по умолчанию является 0 m.
Вертикальное положение порта B относительно ссылочной плоскости. Ссылочная плоскость принята, чтобы быть эквивалентной, который использовал в параметре Port A elevation from reference plane. Значением по умолчанию является 0 m.
Значение гравитационного ускорения, постоянного (g). Блок использует этот параметр, чтобы вычислить эффекты градиента повышения между портами на их перепаде давления. Значением по умолчанию является 9.80655 m/s^2.
Когда ваша модель находится в Ограниченном режиме редактирования, вы не можете изменить следующий параметр:
Pipe wall type
Все другие параметры блоков доступны для модификации. Фактический набор модифицируемых параметров блоков зависит от значения параметра Pipe wall type в то время, когда модель перешла к режиму Restricted.
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.
[1] Белый, F.M., вязкий поток жидкости, McGraw-Hill, 1991
Гидравлический LP канала | Гидравлический конвейер | Гидравлическое резистивное метро | Линейное гидравлическое сопротивление | Резистивный LP канала | Сегментированный конвейер