Local Restriction (2P)
Фиксированное сопротивление потока
Библиотека
Двухфазная Жидкость/Элементы
Описание
Блок Local Restriction (2P) моделирует перепад давления из-за фиксированного сопротивления потока, такого как отверстие. Порты А и B представляют вход ограничения и выход. Площадь ограничения, определенная в диалоговом окне блока, остается постоянной в процессе моделирования.
Ограничение состоит из сокращения, сопровождаемого внезапным расширением в площади потока. Сокращение заставляет жидкость ускоряться и ее давление на отбрасывание. Расширение восстанавливает потерянное давление, хотя только частично, когда поток отделяется от стенки, теряя импульс в процессе.
Локальное схематичное ограничение
Баланс массы
Массовое уравнение баланса
где:
и массовые расходы жидкости в ограничение через порт А и порт B.
Энергетический баланс
Энергетическое уравнение баланса
где:
ϕ A и ϕ B является энергетическими скоростями потока жидкости в ограничение через порт А и порт B.
Локальное ограничение принято, чтобы быть адиабатой, и изменение в определенной общей энтальпии является поэтому нулем. В порте А,
в то время как в порте B,
где:
u A, u B и u R является определенными внутренними энергиями в порте А в порте B и апертуре ограничения.
p A, p B и p R является давлениями в порте А, порте B и апертуре ограничения.
ν A, ν B и ν R является определенными объемами в порте А, порте B и апертуре ограничения.
w A, w B и w R является идеальными скоростями потока в порте А, порте B и апертуре ограничения.
Идеальная скорость потока вычисляется как
в порте А, как
в порте B, и как
в ограничении, где:
идеальный массовый расход жидкости через ограничение.
S является площадью потока в порте А и порте B.
S R является площадью потока апертуры ограничения.
Идеальный массовый расход жидкости через ограничение вычисляется как:
где:
C D является коэффициентом расхода потока для локального ограничения.
Локальные переменные ограничения
Баланс импульса
Изменение в импульсе между портами отражает в падении давления через ограничение. Та потеря зависит от массового расхода жидкости через ограничение, хотя точная зависимость меняется в зависимости от режима течения. Когда поток турбулентен:
где K T задан как:
в котором индекс in обозначает входной порт и индекс out порт выхода. То, какой порт служит входом и которое служит выходом, зависит от перепада давления через ограничение. Если давление больше в порте A, чем в порте B, то порт A является входом; если давление больше в порте B, то порт B является входом.
Когда поток ламинарен:
где Δp, Th обозначает пороговый перепад давления, при котором поток начинает гладко переходить между ламинарным и турбулентным:
в котором Бегство B является параметрами блоков Laminar flow pressure ratio. Поток ламинарен, если перепад давления от порта A до порта B ниже порогового значения; в противном случае поток турбулентен.
Давление в области ограничения, p R аналогично зависит от режима течения. Когда поток турбулентен:
Когда поток ламинарен:
Переменные
Чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции, используйте вкладку Variables в диалоговом окне блока (или раздел Variables в блоке Property Inspector). Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.
Допущения и ограничения
Ограничение является адиабатой. Это не обменивается теплом со своей средой.
Параметры
- Restriction area
Площадь, перпендикулярная линии потока в апертуре ограничения — узкое отверстие, расположенное между портами. Значение по умолчанию,
0.01м^2, совпадает с областями портов.- Cross-sectional area at ports A and B
Площадь, перпендикулярная линии потока в портах ограничения. Порты приняты, чтобы быть идентичными в поперечном сечении. Значение по умолчанию,
0.01м^2, совпадает с областью апертуры ограничения.- Flow discharge coefficient
Отношение фактического к теоретическому массовому расходу жидкости через ограничение. Коэффициент расхода является эмпирическим параметром, используемым с учетом неидеальных эффектов, таких как те из-за геометрии ограничения. Значением по умолчанию является
0.64.- Laminar flow pressure ratio
Отношение выхода к входному давлению порта, при котором режим течения принят, чтобы переключиться от ламинарного до турбулентного. Преобладающий режим течения определяет уравнения, используемые в симуляции. Перепад давления через ограничение линеен относительно массового расхода жидкости, если поток ламинарен и квадратичен (относительно массового расхода жидкости), если поток турбулентен. Значением по умолчанию является
0.999.
Порты
Пара двухфазных жидких портов сохранения пометила A, и B представляют вход ограничения и выход.