Fixed Orifice with Fluid Inertia

Фиксированное гидравлическое отверстие с учетом инерции потока

Библиотека

Отверстия

Описание

Блок Fixed Orifice with Fluid Inertia моделирует гидравлическое фиксированное отверстие и вычисляет инерцию жидкости, в дополнение к статическому падению давления.

Инерция жидкости играет значимую роль в отверстиях с большим отношением длины отверстия к гидравлическому диаметру отверстия (L / D _H) и в коротких отверстиях с острым краем, когда изменение скорости потока жидкости (ускорение жидкости) является относительно большим.

Отверстие основано на следующих уравнениях:

$q = C_{D} \cdot A \sqrt{\frac{2}{ρ}} \cdot \frac{p_{r}}{{(p_{r}^{2} + p_{c r}^{2})}^{1 / 4}}$

$p = p_{i n} + p_{r}$

$p_{i n} = ρ \frac{L}{A} \frac{d q}{d t}$

где

q	Объемный расход
p	Общий перепад давления
p _в	Инерционный перепад давления
p _r	Сопротивление падения давления
CD	Коэффициент расхода потока
A	Область прохода отверстия
L	Длина отверстия
ρ	Плотность жидкости
p _cr	Минимальное давление турбулентного течения

Минимальное давление турбулентного течения, p _cr, вычисляется согласно определенному методу перехода из ламинарного режима течения:

По отношению давления — переход от ламинарного к турбулентному режиму течения определяется следующими уравнениями:

p _cr = (p _{в среднем} + _{банкомат} p) (1 – _{бегство} B)

p _{в среднем} = (p + p _B)/2

где

p _{в среднем}	Среднее давление между распределительными коробками
_{Банкомат} p	Атмосферное давление, 101 325 Па
_{Бегство} B	Отношение давления при переходе между ламинарными и турбулентными режимами (значение параметров Laminar flow pressure ratio)

По числу Рейнольдса — переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:

$p_{c r} = \frac{ρ}{2} {(\frac{{Ре}_{c r} \cdot ν}{C_{D} \cdot D_{H}})}^{2}$

$D_{H} = \sqrt{\frac{4 A}{π}}$

где

D _H	Гидравлический диаметр отверстия
ν	Жидкая кинематическая вязкость
Re _cr	Критическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number)

Связи A и B сохраняют гидравлические порты, сопоставленные с входом отверстия и выходом, соответственно. Положительное направление блока на порте A относительно порта B. Это означает, что скорость потока жидкости положительна, если она течет от А к B, и перепад давления определяется как $Δ p = p_{A} - p_{B},$ .

Параметры

Orifice area

Площадь поперечного сечения отверстия. Значением по умолчанию является 1e-4 м^2.

Orifice length

Общая длина отверстия. Обычно увеличьте геометрическую длину отверстия до 2 · 0.8 · D _H (где D _H является гидравлическим диаметром отверстия) учитывать добавленные объемы жидкости с обеих сторон отверстия. Значением по умолчанию является 0.01 m.

Flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр для емкостной характеристики отверстия. Коэффициент влияет на сопротивление падения давления в отверстии. Значением по умолчанию является 0.6.

Laminar transition specification

Выберите для блока режим перехода между ламинарным и турбулентным течениями:

Pressure ratio — Переход от ламинарного к турбулентному режиму является гладким и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.
Reynolds number — Переход от ламинарного к турбулентному режиму принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.

Laminar flow pressure ratio

Отношение давления, при котором происходит смена ламинарного на турбулентный режим течения. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.

Critical Reynolds number

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Можно найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках по гидравлике. Значением по умолчанию является 10. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Initial flow rate

Скорость потока жидкости через отверстие в начале симуляции. Этот параметр задает начальное условие для использования в вычислении состояния блока в начале запущенной симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Расчет Начальных условий (Simscape). Значение по умолчанию 0.

Глобальные параметры

Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:

Fluid density
Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.

Порты

Блок имеет следующие порты:

A: Гидравлический порт сопоставлен с входом отверстия.
B: Гидравлический порт сопоставлен с выходом отверстия.

Документация

Fixed Orifice with Fluid Inertia

Библиотека

Описание

Параметры

Глобальные параметры

Порты

Смотрите также

Введенный в R2013a

Документация Simscape Fluids

Поддержка