Pipe Bend

Гидравлическое сопротивление в повороте русла трубопровода

Библиотека

Локальные гидравлические сопротивления

Описание

Блок Pipe Bend представляет поворот русла трубопровода как локальное гидравлическое сопротивление. Падение давления в повороте состоит

  • Потеря в прямом трубопроводе

  • Потеря из-за искривления

Потеря в прямом трубопроводе симулирована с блоком Hydraulic Resistive Tube. Потеря из-за искривления симулирована с блоком Local Resistance, и коэффициент падения давления определяется в соответствии с рекомендациями Crane Co. (см. [1], p. A-29). Режим течения проверяется в базовом блоке Local Resistance путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим значением числа Рейнольдса.

Падение давления из-за искривления для режима турбулентного течения определяется согласно следующей формуле:

p=Kρ2A2q|q|

где

qСкорость потока жидкости
pПадение давления
KКоэффициент падения давления
AИзогните площадь поперечного сечения
ρПлотность жидкости

Для ламинарного режима течения жидкости формула для расчета падения давления изменяется, как описано в справочной документации для блока Local Resistance.

Коэффициент падения давления определяется согласно рекомендации, предоставленной в [1]:

K=Kd·Kr·Kα

где

KdОсновной коэффициент коэффициента трения
KrКоэффициент коррекции, составляющий искривление поворота
KαКоэффициент коррекции, составляющий угол поворота

Коэффициент трения определяется согласно следующей таблице.

Примечание

Коэффициент трения для каналов с диаметрами более 525 мм определяются экстраполяцией.

Коэффициент учитывающий кривизну русла потока, определяется согласно следующей таблице.

Относительный радиус кривизны поворота вычисляется как

r = bend radius / pipe diameter

Примечание

Для трубопроводов со значением относительного радиуса кривизны поворота вне области значений 1> r > 24, коэффициенты определяются экстраполяцией.

Коррекция для поворотов non-90o выполняется по эмпирической формуле (см. [2], Рис. 4.6):

Kα=α(0.0142−3.703·10−5α)

где

αИзогните угол в градусах (0 ≤ α ≤ 180)

Связи A и B - гидравлические порты, сопоставленные с входным отверстием и выходным отверстием блока,соответственно.

Положительное направление блока на порте A относительно порта B. Это означает, что скорость потока жидкости положительна, если жидкость течет от А к B, и перепад давления определяется как p=pA−pB.

Предупреждение

Формулы, используемые в блоке Pipe Bend, являются очень аппроксимированными, особенно при ламинарных и переходных режимах течения. Для более точных результатов используйте комбинацию блока Local Resistance с заданным таблицей K=f(Re) отношение и блок Hydraulic Resistive Tube.

Основные допущения и ограничения

  • Инерция жидкости и упругость стенки не учитываются.

  • Изгиб принят из чистой стальной трубы.

Параметры

Pipe diameter

Внутренний диаметр трубопровода. Значением по умолчанию является 0.01 m.

Bend radius

Радиус поворота. Значением по умолчанию является 0.04 m.

Bend angle

Угол поворота. Значение должно быть в области значений между 0 и 180 градусами. Значением по умолчанию является 90 градус.

Internal surface roughness height

Размер шероховатости на внутренней поверхности трубопровода. Параметр обычно указывается в табличных данных или каталогах производителя. Значением по умолчанию является 1.5e-5 m, который соответствует цельнотянутой трубе.

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 350.

Fluid compressibility

Установка динамической сжимаемости. Выберите On сделать плотность жидкости зависящей от давления и температуры. Выберите Off учитывать плотность жидкости как константу. Динамическая сжимаемость влияет на переходный процесс в жидкости в быстропротекающих ситуациях и может замедлить симуляцию.

Initial liquid pressure (gauge)

Абсолютное давление в трубе в начальный момент времени. Значение по умолчанию 0 Па.

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 входным отверстием поворота трубы.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием поворота трубы.

Ссылки

[1] Поток жидкостей через клапаны, подборы кривой и трубопровод, клапаны подъемного крана Северная Америка, технический документ № 410M

[2] Джордж Р. Келлер, анализ гидравлической системы, опубликованный редакторами Hydraulics & Pneumatics Magazine, 1970

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| | | | |

Представленный в R2006b

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте