Centrifugal Pump (TL)

Источник давления на основе центробежного действия вращающегося рабочего колеса

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Pumps & Motors

Описание

Модели блока Centrifugal Pump (TL) вращательное преобразование энергии от вала до жидкости в тепловой жидкой сети. Перепад давления и механический крутящий момент моделируются в зависимости от крышки насоса и приводной мощности, которые зависят от мощности насоса и определяются линейной интерполяцией табличных данных. Все формулировки основаны на законах подобия насоса, которые масштабируют эффективность насоса к отношению текущих к ссылочным значениям скорости вращения насоса и плотности жидкости. Различия в голове из-за скорости жидкости и изменения вертикального изменения не моделируются.

Центробежный насос (TL) схематичный блок

Под номинальными условиями работы жидкий вход в порте A, и жидкий выход в порте B. В то время как поддержки блока инвертировали потоки, теките из B к A, находится вне насоса нормальных условий работы. Ссылка механического устройства насоса, сопоставленная с преобразованием регистра насоса, в порте C, и крутящий момент вала и вращательная скорость передаются в порте R.

Параметризация Analytical: способность, голова и приводная мощность

Перепад давления по насосу вычисляется в зависимости от законов подобия насоса и ссылочного перепада давления:

$p_{B} - p_{A} = Δ p_{r e f} {(\frac{ω}{ω_{r e f}})}^{2} {(\frac{D}{D_{r e f}})}^{2},$

где:

Δp _{касательно} является ссылочным перепадом давления, который определяется из квадратичного припадка перепада давления насоса между Maximum head at zero capacity, Nominal head и Maximum capacity at zero head.
ω является угловой скоростью вала, ω _R – ω _C.
ω _{касательно} является Reference shaft speed.
$\frac{D}{D_{r e f}}$ Impeller diameter scale factor, который может быть изменен от значения по умолчанию 1, если ваша ссылка и системные диаметры рабочего колеса отличаются. Этот блок не отражает изменения в КПД насоса, должном накачать размер.
ρ является сетевой плотностью жидкости.

Крутящий момент вала:

$τ = W_{b r a k e, r e f} \frac{ω^{2}}{ω_{r e f}^{3}} {(\frac{D}{D_{r e f}})}^{5} .$

Базовая мощность сопротивления, _тормоз W_{, касательно} определяются из линейной подгонки между Nominal brake power и Brake power at zero capacity.

Ссылочная способность вычисляется как:

$q_{r e f} = \frac{\dot{m}}{ρ} \frac{ω_{r e f}}{ω} {(\frac{D_{r e f}}{D})}^{3} .$

1D параметризация табличных данных: напор и тормозная мощность в зависимости от способности

Можно смоделировать эффективность насоса как 1D функцию способности, объемного расхода через насос. Перепад давления по насосу основан на ссылочной скорости вала и является функцией Reference head vector, _ΔHref, оцененного на ссылочной способности, _Qref:

$Δ p = ρ g Δ H_{r e f} (Q_{r e f}) \frac{ω^{2}}{ω_{r e f}^{2}} {(\frac{D}{D_{r e f}})}^{2},$

где:

ω является угловой скоростью вала.
ρ является плотностью жидкости.
g является ускорением свободного падения.

Это выведено из закона подобия, который связывает голову и скорость вращения:

$\frac{Δ H_{r e f}}{Δ H} = \frac{ω_{r e f}^{2}}{ω^{2}} {(\frac{D}{D_{r e f}})}^{2},$

где ΔH является головой.

Крутящий момент вала основан на Reference brake power vector, _Pref, который является функцией ссылочной способности, _Qref:

$T = P_{r e f} (Q_{r e f}) \frac{ω^{2}}{ω_{r e f}^{3}} \frac{ρ}{ρ_{r e f}} {(\frac{D}{D_{r e f}})}^{5},$

где _ρref является жидкий Reference density.

Это выведено из закона подобия, который связывает приводную мощность и скорость вращения:

$\frac{P_{r e f}}{P} = \frac{ω_{r e f}^{3}}{ω^{3}} \frac{ρ_{r e f}}{ρ} {(\frac{D}{D_{r e f}})}^{5} .$

Ссылочная способность задана как:

$Q_{r e f} = \frac{\dot{m}}{ρ} \frac{ω_{r e f}}{ω} {(\frac{D}{D_{r e f}})}^{3},$

где $\dot{m}$ массовый расход жидкости во входном отверстии насоса.

Если симуляция вне границ предоставленной таблицы, крышка насоса экстраполируется линейно, и приводная мощность экстраполируется к самой близкой точке.

2D параметризация табличных данных: напор и тормозная мощность в зависимости от скорости способности и вала

Можно смоделировать эффективность насоса как 2D функцию способности и угловой скорости вала. Перепад давления по насосу является функцией Head table, H(Q,w), _ΔHref, который является функцией ссылочной способности, _Qref, и скорости вала, ω:

$Δ p = ρ g Δ H_{r e f} (Q_{r e f}, ω) {(\frac{D}{D_{r e f}})}^{2} .$

Крутящий момент вала вычисляется в зависимости от Brake power table, Wb(q,w), _Pref, который является функцией ссылочной способности, _Qref, и скорости вала, ω:

$T = \frac{P_{r e f} (Q_{r e f}, ω)}{ω_{r e f}} \frac{ρ}{ρ_{r e f}} {(\frac{D}{D_{r e f}})}^{5} .$

Ссылочная способность вычисляется как:

$Q_{r e f} = \frac{\dot{m}}{ρ} {(\frac{D_{r e f}}{D})}^{3} .$

Механическая ориентация

Насос производит энергию, когда вал в порте R вращается в том же направлении как установка Mechanical orientation. Установка этого параметра на Positive angular velocity of port R relative to port C corresponds to normal pump operation средние значения, что потоки жидкости от A до B, когда R вращается в положительном соглашении относительно порта C. Когда вал вращается в противоречии с установкой Mechanical orientation, крутящий момент сгенерирован, но это не может быть физически точно.

Энергетический баланс

Механизированный труд, сделанный насосом, сопоставлен с энергетическим обменом. Управляющее энергетическое уравнение баланса:

$ϕ_{A} + ϕ_{B} + P_{m e c h} = 0,$

где:

Φ _A является энергетической скоростью потока жидкости в порте A.
Φ _B является энергетической скоростью потока жидкости в порте B.
_{Механик} P является механической энергией, произведенной должный закрутить, T, и скорость вращения насоса, ω: $P_{m e c h} = T ω .$

Гидравлическая мощность насоса является функцией перепада давлений между портами насоса:

$P_{h y d r o} = Δ p \frac{\dot{m}}{ρ} .$

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Входное отверстие насоса
тепловая жидкость

Жидкий входной порт.

`B` — Выход насоса
тепловая жидкость

Жидкий порт выхода.

`C` — Накачайте преобразование регистра
вращательное механическое устройство

Преобразование регистра скорости вращения и крутящего момента.

`R` — Вал рабочего колеса
вращательное механическое устройство

Угловая скорость вала и крутящий момент.

Параметры

развернуть все

`Pump Parameterization` — Накачайте данные о производительности
`Capacity, head, and brake power at reference shaft speed` (значение по умолчанию) | `1D tabulated data - head and brake power vs. capacity` | `2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and angular velocity`

Параметризация крышки насоса и приводной мощности.

Capacity, head, and brake power at reference shaft speed: Перепад давления насоса модели и вал закручивают с аналитической формулой.
1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed: Напор и тормозная мощность модели от табличных данных напора и тормозной мощности на данной способности.
2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed: Напор и тормозная мощность модели от табличных данных напора и тормозной мощности на данной способности и скорости вала.