Передайте сегмент по каналу в изотермической жидкой сети
Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Pipes & Fittings
Модели блока Pipe (IL) текут в твердом или трубопроводе с гибкими стенами с потерями из-за стенного трения. Эффекты динамической сжимаемости, инерции жидкости и вертикального изменения трубопровода могут быть опционально смоделированы. Можно задать несколько сегментов трубопровода и установить жидкое давление для каждого сегмента. Путем сегментации трубопровода и установки Fluid inertia к On
, можно смоделировать события, такие как гидравлический удар в системе.
Блок трубопровода может быть разделен на сегменты параметром Number of segments. Когда трубопровод состоит из многих сегментов, давление в каждом сегменте вычисляется на основе входного давления и эффекта на массовом расходе жидкости сегмента сжимаемости жидкости и стенной гибкости, если применимо. Объем жидкости в каждом сегменте остается фиксированным. Для трубопровода 2D сегмента давление развивается линейно относительно давления, заданного в портах A и B. Для трубопровода с тремя или больше сегментами можно задать жидкое давление в каждом сегменте в векторной или скалярной форме в параметре Initial liquid pressure. Скалярная форма применит постоянное значение по всем сегментам.
Можно смоделировать гибкие стенки для всех перекрестных частных конфигураций. Когда вы устанавливаете Pipe wall specification на Flexible
, блок принимает универсальное расширение вдоль всех направлений и сохраняет заданную перекрестную частную форму. Это не может привести к физическим результатам для некруговых площадей поперечного сечения, подвергающихся высокому давлению относительно атмосферного давления. Две опции доступны для моделирования объемного расширения площади поперечного сечения:
Cross-sectional area vs. pressure
, где изменение в объеме моделируется:
где:
L является Pipe length.
Имя S является номинальной площадью поперечного сечения по каналу, заданной для каждой формы.
S является текущей площадью поперечного сечения по каналу.
p является внутренним давлением трубопровода.
patm является атмосферным давлением.
PS K является Static pressure-cross sectional area gain.
τ является Volumetric expansion time constant.
Hydraulic diameter vs. pressure
, где изменение в объеме моделируется:
где:
D N является номинальным гидравлическим диаметром, заданным для каждой формы.
D является текущим трубопроводом гидравлический диаметр.
Фунтом K является Static pressure-hydraulic diameter gain.
Когда гибкие стенки не моделируются, S N = S и D N = D.
Номинальный гидравлический диаметр и Pipe diameter, круг d, являются тем же самым. Площадь поперечного сечения трубопровода:
Номинальный гидравлический диаметр, D h, имя, является различием между Pipe outer diameter и Pipe inner diameter, d o – d i. Площадь поперечного сечения трубопровода
Номинальный гидравлический диаметр:
где:
h является Pipe height.
w является Pipe width.
Площадь поперечного сечения трубопровода
Номинальный гидравлический диаметр:
где:
Майором a является Pipe major axis.
Min b является Pipe minor axis.
Площадь поперечного сечения трубопровода
Номинальный гидравлический диаметр:
где:
Стороной l является Pipe side length.
θ является Pipe vertex angle.
Площадь поперечного сечения трубопровода
Аналитические потери моделей корреляции Haaland из-за стенного трения или совокупной эквивалентной длиной, которая составляет сопротивления из-за неоднородностей как добавленная длина прямого трубопровода, которая приводит к эквивалентным потерям, или локальным коэффициентом потерь, который непосредственно применяет коэффициент потерь для неоднородностей трубопровода.
Когда параметр Local resistances specification устанавливается на Aggregate equivalent length
и поток в трубопроводе ниже, чем Laminar flow upper Reynolds number limit, падение давления по всем сегментам трубопровода:
где:
ν является жидкой кинематической вязкостью.
λ является Laminar friction constant for Darcy friction factor, который можно задать, когда Cross-sectional geometry установлен в Custom
и в противном случае равно 64.
D является трубопроводом гидравлический диаметр.
L добавляет, Aggregate equivalent length of local resistances.
A является массовым расходом жидкости в порте A.
B является массовым расходом жидкости в порте B.
Когда число Рейнольдса больше Turbulent flow lower Reynolds number limit, падение давления в трубопроводе:
где:
f является коэффициентом трения Дарси. Это аппроксимировано эмпирическим уравнением Haaland и основано на Surface roughness specification, ε, и передайте гидравлический диаметр по каналу:
Передайте шероховатость по каналу для меди, вывода, меди, пластмассы, стали, сварочного железа, и оцинкованная сталь или железо обеспечиваются как значения стандарта ASHRAE. Можно также предоставить собственный Internal surface absolute roughness Custom
установка.
ρ я - внутренняя плотность жидкости.
Когда параметр Local resistances specification устанавливается на Local loss coefficient
и поток в трубопроводе ниже, чем Laminar flow upper Reynolds number limit, падение давления по всем сегментам трубопровода:
Когда число Рейнольдса больше Turbulent flow lower Reynolds number limit, падение давления в трубопроводе:
где потеря C, общее количество является коэффициентом потерь, который может быть задан в параметре Total local loss coefficient или как один коэффициент или как сумма всех коэффициентов потерь вдоль трубопровода.
Nominal pressure drop по сравнению с Номинальной параметризацией Массового расхода жидкости характеризует потери с коэффициентом потерь для твердых или гибких стенок. Когда жидкость несжимаема, падение давления по целому трубопроводу из-за стенного трения:
где K p:
где:
Δp N является Nominal pressure drop, который может быть задан или как скаляр или как вектор.
Nominal mass flow rate, который может быть задан или как скаляр или как вектор.
Когда Nominal pressure drop и параметры Nominal mass flow rate предоставляются как векторы, скалярное значение, K p определяется из метода наименьших квадратов векторных элементов.
Падение давления из-за вязкого трения может также быть определено из обеспеченных пользователями табличных данных Darcy friction factor vector и параметров Reynolds number vector for turbulent Darcy friction factor. Линейная интерполяция используется между точками данных.
Для несжимаемой жидкости массовый поток в трубопровод равняется массе, вытекают из трубопровода:
Когда жидкость сжимаема, и стенки трубопровода тверды, различие между массовым потоком в и из трубопровода зависит от изменения плотности жидкости из-за сжимаемости:
Когда жидкость сжимаема, и стенки трубопровода гибки, различие между массовым потоком в и из трубопровода основано на изменении в плотности жидкости из-за сжимаемости и количества жидкости, накопленной в недавно деформированных областях трубопровода:
Изменения в импульсе между входом трубопровода и выходом включают изменения в давлении, должном передавать по каналу стенное трение, которое моделируется согласно вертикальному изменению трубопровода и Viscous friction parameterization. Для трубопровода, который не моделирует инерцию жидкости, баланс импульса:
где:
p A является давлением в порте A.
p я - объем жидкости внутреннее давление.
p B является давлением в порте B.
Δp f является падением давления из-за стенного трения, параметрированного спецификацией Viscous friction losses согласно соответствующему порту.
Δz является вертикальным изменением трубопровода. В случае трубопроводов постоянного вертикального изменения это - параметр Elevation gain from port A to port B; в противном случае это получено как физический сигнал в порте EL.
g является гравитационным ускорением. В случае фиксированного ускорения свободного падения это - параметр Gravitational acceleration; в противном случае это получено как физический сигнал в порте G.
Для трубопровода со смоделированной инерцией жидкости баланс импульса:
где:
ускорение жидкости в его соответствующем порту.
S является площадью поперечного сечения по каналу.
Протолкнитесь (IL) | Частично заполненный трубопровод (IL) | Передайте (IL) по каналу | Передайте (TL) по каналу | Тройник (IL) | Бак (IL)