Elbow

Гидравлическое сопротивление в колене

Библиотека

Локальные гидравлические сопротивления

  • Elbow block

Описание

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:

p=Kρ2A2q|q|

где

qСкорость потока жидкости
pПадение давления
KКоэффициент падения давления
AТолкните площадь поперечного сечения локтем
ρПлотность 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

K=30fT

Для колен с другими углами поворота, коэффициент корректируется отношением, представленным в [2], Fig 4.6:

Kcorr=α(0.0142−3.703·10−5α)

где α является углом колена в градусах (0 ≤ α ≤ 90).

Поэтому коэффициент падения давления для стандартных колен с плавным поворотом, определяется формулой

KSCE=30fT·α(0.0142−3.703·10−5α)

Для с острым краем изгибается срез, коэффициент падения давления определяется согласно таблице, предоставленной в [1], p. A-29, в зависимости от диаметра колена и угла

KME=f(d,α)

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 p=pA−pB.

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.

Основные допущения и ограничения

  • Инерция жидкости не учитывается.

  • Колено принято из чистой стальной трубы.

Параметры

Elbow type

Параметр может иметь одно из двух значений: Smoothly curved или Sharp-edged (miter). Значением по умолчанию является Smoothly curved.

Elbow internal diameter

Внутренний диаметр трубопровода. Значение должно быть в области значений между 5 и 100 мм. Значением по умолчанию является 0.01 m.

Elbow angle

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

Laminar transition specification

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.

Laminar flow pressure ratio

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.

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 80. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

 Ограниченные параметры

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 входом колена.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходом колена.

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 Simulink® Coder™.

Смотрите также

| | | |

Представленный в R2006b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте