Гидравлическое сопротивление в колене
Локальные гидравлические сопротивления
Блок Elbow представляет колено как локальное гидравлическое сопротивление. Падение давления вычисляется с полуэмпирической формулой на основе коэффициента падения давления, который определяется в соответствии с рекомендациями Crane Co. (см. [1], p. A-29). Два типа колена рассматриваются: гладко изогнутый (стандартный) и с острым краем (срез). Блок покрывает колена в 5-100-миллиметровом и области значений степеней 0–90.
Блок основан на блоке Local Resistance. Это вычисляет коэффициент падения давления и передает его значение, а также критическое значение числа Рейнольдса, с блоком Local Resistance, который вычисляет падение давления согласно формулам, объясненным в справочной документации для того блока.
Падение давления для режима турбулентного течения определяется согласно следующей формуле:
где
q | Скорость потока жидкости |
p | Падение давления |
K | Коэффициент падения давления |
A | Толкните площадь поперечного сечения локтем |
| ρ | Плотность жидкости |
Режим течения проверяется в базовом блоке Local Resistance путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим значением числа Рейнольдса. Для ламинарного режима течения жидкости формула для расчета падения давления изменяется, как описано в справочной документации для блока Local Resistance.
Фундаментальные выражения для вычисления падения давления являются отношениями в табличной форме между коэффициентом трения fT и внутренний диаметр для чистых стальных труб, с потоком в зоне устойчивой турбулентности (см. [1], p. A-26). Для стандартных колен с плавным поворотом на 90o коэффициент падения давления определяется с формулой
Для колен с другими углами поворота, коэффициент корректируется отношением, представленным в [2], Fig 4.6:
где α является углом колена в градусах (0 ≤ α ≤ 90).
Поэтому коэффициент падения давления для стандартных колен с плавным поворотом, определяется формулой
Для с острым краем изгибается срез, коэффициент падения давления определяется согласно таблице, предоставленной в [1], p. A-29, как функция диаметра колена и угла
где 5 ≤ d ≤ 100 мм и 0 ≤ α ≤ 90 градусов.
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 .
Предупреждение
Формулы, используемые в блоке Колено, являются очень аппроксимированными, особенно при ламинарных и переходных режимах течения. Для более точных результатов используйте блок Локальное Сопротивление с заданным таблицей K=f(Re) отношение.
Инерция жидкости не учитывается.
Колено принято из чистой стальной трубы.
Параметр может иметь одно из двух значений: Smoothly curved или Sharp-edged (miter). Значением по умолчанию является Smoothly curved.
Внутренний диаметр трубопровода. Значение должно быть в области значений между 5 и 100 мм. Значением по умолчанию является 0.01 m.
Угол поворота. Значение должно быть в области значений между 0 и 90 градусами. Значением по умолчанию является 90 градус.
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.
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.
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 80. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входом колена.
BГидравлический порт сопоставлен с выходом колена.
[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
Gradual Area Change | Local Resistance | Pipe Bend | Sudden Area Change | T-junction