Sudden Area Change (TL)

Внезапное расширение или сокращение в площади потока

Библиотека

Тепловая Liquid/Pipes & Fittings

Описание

Блок Sudden Area Change (TL) моделирует незначительное падение давления из-за внезапного изменения в площади поперечного сечения потока. Изменение области является сокращением на порте A относительно порта B и расширением от порта B до порта А. Этот компонент является адиабатой. Это не обменивается теплом со своей средой.

Внезапное схематичное изменение области

Перепад давления через внезапное расширение происходит, в основном, из-за турбулентности, смешивающейся в зоне расширения. Через внезапное сокращение это, в основном, должно течь отсоединение во входе зоны сокращения. Рисунок показывает зоны расширения и сокращения внезапного изменения области.

Массовый баланс

Массовое уравнение сохранения во внезапном изменении области

m˙A+m˙B=0,

где:

  • m˙A и m˙B массовые скорости потока жидкости во внезапное изменение области через порты А и B.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса во внезапном изменении области

pA−pB=m˙22ρ(1SB2−1SA2)+ϕLoss,

где:

  • p A и p B является давлениями в портах А и B.

  • m˙ средняя массовая скорость потока жидкости.

  • ρ является средней плотностью жидкости.

  • S A и S B является площадями поперечного сечения потока в портах А и B.

  • Потеря Φ является механической энергетической потерей из-за внезапного изменения области.

Механическая энергетическая потеря

ϕLoss=KLossm˙22ρSB2,

где:

  • Потеря K является коэффициентом потерь.

Если параметр Loss coefficient specification устанавливается на Semi-empirical formulation, коэффициент потерь для внезапного расширения вычисляется как

KLoss=Ke(1−SBSA)2,

в то время как для внезапного сокращения это вычисляется как

KLoss=Kc2(1−SBSA),

где:

  • K e является поправочным коэффициентом в зоне расширения.

  • K c является поправочным коэффициентом в зоне сокращения.

В зоне перехода между внезапным расширением и внезапным поведением сокращения, коэффициент потерь сглаживается через функцию кубического полинома:

KLoss=Ke(1−SBSA)2+λ[Kc2(1−SBSA)−Ke(1−SBSA)2],

где

λ=3m˙¯2−2m˙¯3,

и

m˙Cr=РеCrπ4SBμ.

Если параметр Loss coefficient specification устанавливается на Tabulated data — Loss coefficient vs. Reynolds number, блок получает коэффициент потерь из табличных данных, обеспеченных как функция числа Рейнольдса.

Энергетический баланс

Уравнение энергосбережения во внезапном изменении области

ϕA+ϕB=0,

где:

  • Φ A и Φ B является энергетическими скоростями потока жидкости во внезапное изменение области через порты А и B.

Предположения и ограничения

  • Поток несжимаем. Плотность жидкости принята постоянная во внезапном изменении области.

Параметры

Вкладка геометрии

Cross-sectional area at port A

Область, нормальная к направлению потока во входе A. Это значение должно быть больше площади поперечного сечения в B. Значением по умолчанию является 2e-2 м^2.

Cross-sectional area at port B

Область, нормальная к направлению потока во входе B. Это значение должно быть меньшим, чем площадь поперечного сечения в A. Значением по умолчанию является 1e-2.

Characteristic longitudinal length

Среднее расстояние, пересеченное жидкостью от входа, чтобы вставить B. Это значение должно быть больше нуля. Значением по умолчанию является 0.1 m.

Вкладка параметризации

Loss coefficient specification

Параметризация для вычисления коэффициента потерь из-за внезапного изменения области. Выберите Semi-empirical formulation автоматически вычислить коэффициент потерь из площадей поперечного сечения в портах А и B. Выберите Tabulated data — Loss coefficient vs. Reynolds number задавать 1D интерполяционную таблицу для коэффициента потерь относительно числа Рейнольдса потока. Настройкой по умолчанию является Tabulated data — Loss coefficient vs. Reynolds number.

Contraction correction factor

Масштабный коэффициент для корректировки содействующего значения потерь во фрагменте сокращения внезапного изменения области. Блок умножает содействующий фактор потерь, вычисленный от полуэмпирического выражения этим фактором. Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Semi-empirical formulation. Значением по умолчанию является 1.

Expansion correction factor

Масштабный коэффициент для корректировки содействующего значения потерь во фрагменте расширения внезапного изменения области. Блок умножает содействующий фактор потерь, вычисленный от полуэмпирического выражения этим фактором. Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Semi-empirical formulation. Значением по умолчанию является 1.

Critical Reynolds number

Число Рейнольдса, в который переходы потока между ламинарными и турбулентными режимами во фрагменте сокращения внезапного изменения области. Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Semi-empirical formulation. Значением по умолчанию является 10.

Reynolds number vector

Вектор чисел Рейнольдса, с которыми можно создать содействующую интерполяционную таблицу потерь. Вы задаете Contraction loss coefficient vector и параметры Expansion loss coefficient vector в этих числах Рейнольдса.

Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Tabulated data — Loss coefficient vs. Reynolds number. Вектор по умолчанию является массивом с 10 элементами в пределах от 10.0 к 2000.0.

Contraction loss coefficient vector

Вектор коэффициентов потерь для фрагмента сокращения изменения области. Задайте коэффициенты потерь в числах Рейнольдса в параметре Reynolds number vector. Блок использует число Рейнольдса и векторы коэффициентов потерь, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу.

Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Tabulated data — Loss coefficient vs. Reynolds number. Вектор по умолчанию является массивом с 10 элементами в пределах от 4.0 к 0.2.

Expansion loss coefficient vector

Вектор коэффициентов потерь для фрагмента расширения изменения области. Задайте коэффициенты потерь в числах Рейнольдса в параметре Reynolds number vector. Блок использует число Рейнольдса и векторы коэффициентов потерь, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу.

Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Tabulated data — Loss coefficient vs. Reynolds number. Вектор по умолчанию является массивом с 10 элементами в пределах от 4.0 к 0.65.

Вкладка переменных

Mass flow rate into port A

Массовая скорость потока жидкости на компонент через порт A в начале симуляции. Значением по умолчанию является 1 kg/s.

Порты

  • A — Тепловое жидкое представление порта вставило A

  • B Тепловое жидкое представление порта вставило B

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2016a

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте