Гидравлическое сопротивление в угольнике
Локальные гидравлические сопротивления
Блок колена представляет колено как локальное гидравлическое сопротивление. Потеря давления рассчитывается по полуэмпирической формуле на основе коэффициента потери давления, который определяется в соответствии с рекомендациями компании Crane Co. (см. [1], п. А-29). Рассматриваются два типа локтя: плавно изогнутый (стандартный) и остроконечный (под углом). Блок закрывает колена в диапазоне 5-100 мм и 0-90 градусов.
Блок основан на блоке локального сопротивления. Он вычисляет коэффициент потери давления и передает его значение, а также критическое значение числа Рейнольдса блоку локального сопротивления, который вычисляет потерю давления по формулам, описанным в справочной документации для этого блока.
Потери давления для турбулентного режима потока определяют по следующей формуле:
Kα2A2q 'q |
где
q | Расход |
p | Потеря давления |
K | Коэффициент потери давления |
A | Площадь поперечного сечения колена |
| ρ | Плотность жидкости |
Режим потока проверяется в базовом блоке локального сопротивления путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим значением числа Рейнольдса. Для ламинарного режима потока формула вычисления потерь давления изменяется, как описано в справочной документации для блока локального сопротивления.
Основные данные для вычисления коэффициента потери давления представляют собой табличную зависимость между коэффициентом трения. fT и внутренний диаметр для чистых коммерческих стальных труб с потоком в зоне полной турбулентности (см. [1], п. А-26). Для плавно изогнутых, стандартных колен 90o коэффициент потери давления определяется по формуле
30fT
Для угольников с разными углами коэффициент корректируется соотношением, представленным в [2], Fig.4.6:
10 − 5α)
где α - угол колена в градусах (0 ≤ α ≤ 90).
Поэтому коэффициент потери давления для плавно изогнутых, стандартных колен определяется по формуле
· 10 − 5α)
Для остроконечных изгибов под углом коэффициент потери давления определяется по таблице, приведенной в [1], стр. A-29, как функция диаметра и угла колена
, α)
где 5 ≤ d ≤ 100 мм и 0 ≤ α ≤ 90 градусов.
Соединения А и В являются консервационными гидравлическими отверстиями, связанными с входом и выходом блока соответственно.
Положительное направление блока - от порта A к порту B. Это означает, что расход является положительным, если текучая среда течет от A к B, и перепад давления определяется как − pB.
Предупреждение
Формулы, используемые в блоке локтя, очень приблизительны, особенно в ламинарной и переходной областях потока. Для получения более точных результатов используйте блок «Локальное сопротивление» с указанным в таблице K=f(Re) отношения.
Инерция жидкости не учитывается.
Предполагается, что колено выполнено из чистой коммерческой стальной трубы.
Параметр может иметь одно из двух значений: Smoothly curved или Sharp-edged (miter). Значение по умолчанию: Smoothly curved.
Внутренний диаметр трубы. Значение должно находиться в диапазоне от 5 до 100 мм. Значение по умолчанию: 0.01 м.
Угол изгиба. Значение должно находиться в диапазоне от 0 до 90 градусов. Значение по умолчанию: 90 град.
Выберите способ перехода блока между ламинарным и турбулентным режимами:
Pressure ratio - Переход от ламинарного режима к турбулентному является плавным и зависит от значения параметра отношения давлений ламинарного потока. Этот метод обеспечивает лучшую надежность моделирования.
Reynolds number - Предполагается, что переход от ламинарного режима к турбулентному происходит, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром критического числа Рейнольдса.
Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами. Значение по умолчанию: 0.999. Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра спецификации Laminar transition установлено значение Pressure ratio.
Максимальное число Рейнольдса для ламинарного потока. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Рекомендации по значению параметра можно найти в учебниках по гидравлике. Значение по умолчанию: 80. Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра спецификации Laminar transition установлено значение Reynolds number.
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Плотность жидкости
Кинематическая вязкость жидкости
Для задания свойств жидкости используйте блок «Гидравлическая жидкость» или блок «Пользовательская гидравлическая жидкость».
Блок имеет следующие порты:
AПорт гидравлической экономии, связанный с коленчатым входом.
BПорт гидравлической экономии, связанный с выпускным отверстием колена.
[1] Поток жидкостей через клапаны, фитинги и трубы, крановые клапаны в Северной Америке, технический документ No 410M
[2] Джордж Р. Келлер (George R. Keller), анализ гидравлических систем, опубликованный редакцией журнала «Гидравлика и пневматика», 1970 год
Постепенное изменение площади | Локальное сопротивление | Изгиб трубы | Внезапное изменение площади | Т-образное соединение