Гидравлическое сопротивление в изгибе трубы
Локальные гидравлические сопротивления
Блок «Изгиб трубы» представляет изгиб трубы как локальное гидравлическое сопротивление. Предполагается, что потеря давления в изгибе состоит из
Потери в прямой трубе
Потеря из-за кривизны
Потери в прямой трубе моделируются с помощью блока гидравлических резистивных труб. Потери из-за кривизны моделируются с помощью блока локального сопротивления, а коэффициент потери давления определяется в соответствии с рекомендациями компании Crane Co. (см. [1], п. А-29). Режим потока проверяется в базовом блоке локального сопротивления путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим значением числа Рейнольдса.
Потери давления из-за кривизны для турбулентного режима потока определяют по следующей формуле:
Kα2A2q 'q |
где
q | Расход |
p | Потеря давления |
K | Коэффициент потери давления |
A | Площадь поперечного сечения изгиба |
| ρ | Плотность жидкости |
Для ламинарного режима потока формула вычисления потерь давления изменяется, как описано в справочной документации для блока локального сопротивления.
Коэффициент потери давления определяется согласно рекомендации, приведенной в [1]:
· Kα
где
Kd | Коэффициент базового трения |
Kr | Поправочный коэффициент, учитывающий кривизну изгиба |
Kα | Поправочный коэффициент, учитывающий угол изгиба |
Коэффициент базового коэффициента трения определяют согласно следующей таблице.
Примечание
Коэффициенты трения для труб диаметром более 525 мм определяют путем экстраполяции.
Поправочный коэффициент, учитывающий кривизну изгиба, определяется согласно следующей таблице.
Относительный радиус кривизны изгиба рассчитывается как
r = bend radius / pipe diameter
Примечание
Для труб с величиной относительного радиуса кривизны изгиба за пределами диапазона 1 > r > 24, коэффициенты коррекции определяют путем экстраполяции.
Коррекция для изгибов, отличных от 90o, выполняется по эмпирической формуле (см. [2], рис. 4.6):
где
| α | Угол изгиба в градусах (0 ≤ α ≤ 180) |
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 изгиба трубы, очень приблизительны, особенно в ламинарной и переходной областях потока. Для получения более точных результатов используйте комбинацию блока локального сопротивления с указанным в таблице K=f(Re) и блок гидравлических резистивных труб.
Инерция жидкости и податливость стенок не учитываются.
Предполагается, что изгиб выполнен из чистой коммерческой стальной трубы.
Внутренний диаметр трубы. Значение по умолчанию: 0.01 м.
Радиус изгиба. Значение по умолчанию: 0.04 м.
Угол изгиба. Значение должно находиться в диапазоне от 0 до 180 градусов. Значение по умолчанию: 90 град.
Высота шероховатости на внутренней поверхности трубы. Этот параметр обычно указывается в листах технических данных или каталогах изготовителя. Значение по умолчанию: 1.5e-5 м, что соответствует вытянутой насосно-компрессорной трубе.
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.
Настройка динамической сжимаемости. Выбрать On сделать плотность жидкости зависимой от давления и температуры. Выбрать Off для обработки плотности жидкости как постоянной. Динамическая сжимаемость влияет на переходную реакцию жидкости в небольших временных масштабах и может замедлить моделирование.
Манометрическое давление в изгибе трубы в нулевое время. Значение по умолчанию: 0 Па.
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 изгиба.
BПорт гидравлической экономии, связанный с выходом изгиба.
[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
Локоть | Постепенное изменение площади | Гидравлическая резистивная трубка | Локальное сопротивление | Внезапное изменение площади | Т-образное соединение