Локальное ограничение (2P)
Фиксированное сопротивление потока
Библиотека
Двухфазная Жидкость/Элементы
Описание
Блок Local Restriction (2P) моделирует перепад давления из-за фиксированного сопротивления потока, такого как отверстие. Порты A и B представляют входное отверстие ограничения и выход. Область ограничения, заданная в диалоговом окне блока, остается постоянной во время симуляции.
Ограничение состоит из сокращения, сопровождаемого внезапным расширением в области потока. Сокращение заставляет жидкость ускоряться и ее давление на отбрасывание. Расширение восстанавливает потерянное давление, хотя только частично, когда поток отделяется от стены, теряя импульс в процессе.
Локальное схематичное ограничение
Массовый баланс
Массовое уравнение баланса
где:
и массовые скорости потока жидкости в ограничение через порт A и порт B.
Энергетический баланс
Энергетическое уравнение баланса
где:
ϕ A и ϕ B является энергетическими скоростями потока жидкости в ограничение через порт A и порт B.
Локальное ограничение принято, чтобы быть адиабатой, и изменение в определенной общей энтальпии является поэтому нулем. В порте A,
в то время как в порте B,
где:
u A, u B и u R является определенными внутренними энергиями в порте A в порте B и апертуре ограничения.
p A, p B и p R является давлениями в порте A, порте B и апертуре ограничения.
ν A, ν B и ν R является определенными объемами в порте A, порте B и апертуре ограничения.
w A, w B и w R является идеальными скоростями потока в порте A, порте B и апертуре ограничения.
Идеальная скорость потока вычисляется как
в порте A, как
в порте B, и как
в ограничении, где:
идеальная массовая скорость потока жидкости через ограничение.
S является областью потока в порте A и порте B.
S R является областью потока апертуры ограничения.
Идеальная массовая скорость потока жидкости через ограничение вычисляется как:
где:
C D является коэффициентом выброса потока для локального ограничения.
Локальные переменные ограничения
Баланс импульса
Изменение в импульсе между портами отражает в падении давления через ограничение. Та потеря зависит от массовой скорости потока жидкости через ограничение, хотя точная зависимость меняется в зависимости от режима потока. Когда поток является бурным:
где K T задан как:
в котором нижний in обозначает входной порт и нижний out порт выхода. То, какой порт служит входным отверстием и которое служит выходом, зависит от перепада давления через ограничение. Если давление больше в порте A, чем в порте B, то порт A является входным отверстием; если давление больше в порте B, то порт B является входным отверстием.
Когда поток является пластинчатым:
где Δp, Th обозначает пороговый перепад давления, при котором поток начинает гладко переходить между пластинчатым и бурным:
в котором Бегство B является параметрами блоков Laminar flow pressure ratio. Поток является пластинчатым, если перепад давления от порта A до порта B ниже порогового значения; в противном случае поток является бурным.
Давление в области ограничения, p R аналогично зависит от режима потока. Когда поток является бурным:
Когда поток является пластинчатым:
Переменные
Чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для основных переменных до симуляции, используйте вкладку Variables в диалоговом окне блока (или раздел Variables в блоке Property Inspector). Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Основных переменных.
Предположения и ограничения
Ограничение является адиабатой. Это не обменивается теплом со своей средой.
Параметры
- Restriction area
Область, нормальная к пути к потоку в апертуре ограничения — узкое отверстие, расположенное между портами. Значение по умолчанию,
0.01m^2, совпадает с областями портов.- Cross-sectional area at ports A and B
Область, нормальная к пути к потоку в портах ограничения. Порты приняты, чтобы быть идентичными в поперечном сечении. Значение по умолчанию,
0.01m^2, совпадает с областью апертуры ограничения.- Flow discharge coefficient
Отношение фактического к теоретической массовой скорости потока жидкости через ограничение. Коэффициент выброса является эмпирическим параметром, используемым, чтобы составлять неидеальные эффекты, такие как те из-за геометрии ограничения. Значением по умолчанию является
0.64.- Laminar flow pressure ratio
Отношение выхода к входному давлению порта, при котором режим потока принят, чтобы переключиться от пластинчатого до бурного. Преобладающий режим потока определяет уравнения, используемые в симуляции. Перепад давления через ограничение линеен относительно массовой скорости потока жидкости, если поток является пластинчатым и квадратичным (относительно массовой скорости потока жидкости), если поток является бурным. Значением по умолчанию является
0.999.
Порты
Пара двухфазных жидких портов сохранения маркировала A, и B представляют входное отверстие ограничения и выход.