Постепенное увеличение или сокращение
Локальные гидравлические сопротивления
Блок постепенного изменения площади представляет локальное гидравлическое сопротивление, такое как постепенное изменение площади поперечного сечения. Сопротивление представляет собой постепенное увеличение (диффузор), если текучая среда течет от впускного отверстия к выпускному отверстию, или постепенное сжатие, если текучая среда течет от выпускного отверстия к впускному отверстию. Блок основан на блоке локального сопротивления. Он определяет коэффициент потери давления и передает его значение нижележащему блоку локального сопротивления. Блок предлагает два метода параметризации: путём применения полуэмпирических формул (с постоянным значением коэффициента потери давления) или путём табличного поиска коэффициента потери давления на основе числа Рейнольдса.
При применении полуэмпирических формул задаются геометрические параметры сопротивления, а коэффициент потери давления определяется по уравнениям А.Х. Гибсона (см. [1] и [2]):
45o < α < 180o
sinα2для 45o < α < 180o
где
KGE | Коэффициент потери давления для постепенного увеличения, которое происходит, если текучая среда течет от входа к выходу |
KGC | Коэффициент потери давления при постепенном сжатии, которое происходит при перетоке жидкости с выхода на вход |
Kcor | Поправочный коэффициент |
AS | Небольшая площадь |
AL | Большая площадь |
| α | Замкнутый угол |
При выборе значения коэффициента потери давления в таблице необходимо указать табличное соотношение между коэффициентом потери и числом Рейнольдса. В этом случае коэффициент потерь определяется посредством одномерного поиска в таблице. Можно выбрать два метода интерполяции и два метода экстраполяции.
Коэффициент потери давления, определяемый любым из двух способов, затем передается в основной блок локального сопротивления, который вычисляет потерю давления согласно формулам, поясненным в справочной документации для этого блока. Режим потока проверяется в базовом блоке локального сопротивления путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим значением числа Рейнольдса, и в зависимости от результата используется соответствующая формула для вычисления потерь давления.
Блок постепенного изменения площади является двунаправленным и вычисляет потери давления как для прямого потока (постепенное увеличение), так и для обратного потока (постепенное сжатие). Если коэффициент потерь задан таблицей, таблица должна охватывать как положительную, так и отрицательную области потока.
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 потеря давления определяется как − pB.
Инерция жидкости не учитывается.
При выборе параметризации по связи, указанной в таблице K=f(Re)предполагается, что поток является турбулентным.
Выберите один из следующих методов параметризации блока:
By semi-empirical formulas - Обеспечить геометрические параметры сопротивления. Это метод по умолчанию.
Tabulated data — loss coefficient vs. Reynolds number - Обеспечьте табличную связь между коэффициентом потерь и числом Рейнольдса. Коэффициент потерь определяется методом одномерного поиска в таблице. Можно выбрать два метода интерполяции и два метода экстраполяции. Таблица должна охватывать как положительную, так и отрицательную области потока.
Внутренний диаметр малого порта, A. Значение по умолчанию: 0.01 м.
Внутренний диаметр большого порта, B. Значение по умолчанию: 0.02 m. Этот параметр используется, если параметризация модели имеет значение By semi-empirical formulas.
Замкнутый угол. Значение по умолчанию: 30 deg. Этот параметр используется, если параметризация модели имеет значение By semi-empirical formulas.
Поправочный коэффициент, используемый в формуле для вычисления коэффициента потерь. Значение по умолчанию: 1. Этот параметр используется, если параметризация модели имеет значение By semi-empirical formulas.
Если параметризация модели имеет значение By semi-empirical formulas, 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: 350. Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра спецификации Laminar transition установлено значение Reynolds number.
Укажите вектор входных значений для чисел Рейнольдса как одномерный массив. Вектор входных значений должен быть строго увеличен. Значения могут быть неравномерно разнесены. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо указать как минимум два значения для линейной интерполяции, как минимум три значения для гладкой интерполяции. Значения по умолчанию: [-4000, -3000, -2000, -1000, -500, -200, -100, -50, -40, -30, -20, -15, -10, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000, 5000, 10000]. Этот параметр используется, если параметризация модели имеет значение By loss coefficient vs. Re table.
Укажите вектор значений коэффициента потерь как одномерный массив. Вектор коэффициента потерь должен иметь тот же размер, что и вектор чисел Рейнольдса. Значения по умолчанию: [0.25, 0.3, 0.65, 0.9, 0.65, 0.75, 0.90, 1.15, 1.35, 1.65, 2.3, 2.8, 3.10, 5, 2.7, 1.8, 1.46, 1.3, 0.9, 0.65, 0.42, 0.3, 0.20, 0.40, 0.42, 0.25]. Этот параметр используется, если параметризация модели имеет значение By loss coefficient vs. Re table.
Выберите один из следующих методов интерполяции для аппроксимации выходного значения, когда входное значение находится между двумя последовательными точками сетки:
Linear - Выберите этот параметр, чтобы получить наилучшую производительность.
Smooth - выберите эту опцию, чтобы создать непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.
Дополнительные сведения о алгоритмах интерполяции см. на странице ссылок на блоки таблицы поиска PS (1D). Этот параметр используется, если параметризация модели имеет значение By loss coefficient vs. Re table.
Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение выходит за пределы диапазона, указанного в списке аргументов:
Linear - выберите эту опцию для создания кривой с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на границе с областью интерполяции.
Nearest - выберите эту опцию, чтобы создать экстраполяцию, которая не превышает самую высокую точку в данных или ниже самой низкой точки в данных.
Дополнительные сведения о алгоритмах экстраполяции см. на странице ссылок на блоки таблицы поиска PS (1D). Этот параметр используется, если параметризация модели имеет значение By loss coefficient vs. Re table.
Если модель находится в режиме ограниченного правки, нельзя изменить следующие параметры.
Параметризация модели
Метод интерполяции
Метод экстраполяции
Все остальные параметры блока доступны для изменения. Фактический набор изменяемых параметров блока зависит от значения параметра параметризации модели во время перехода модели в режим ограниченного доступа.
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 входом сопротивления.
BПорт гидравлической экономии, связанный с выходом сопротивления.
[1] Поток жидкостей через клапаны, фитинги и трубы, крановые клапаны в Северной Америке, технический документ No 410M
[2] Idelchik, Т.Е., Справочник по гидравлическому сопротивлению, CRC Begell House, 1994
Локоть | Локальное сопротивление | Изгиб трубы | Внезапное изменение площади | Т-образное соединение