Гидравлическое отверстие с постоянной площадью поперечного сечения
Гидравлические элементы
Блок гидравлической диафрагмы постоянной площади моделирует диафрагму с острыми краями постоянной площади. Расход через отверстие пропорционален разности давлений через отверстие и определяется в соответствии со следующими уравнениями:
1/4
− pB
где
| q | Расход |
| p | Перепад давления |
| рА, пБ | Манометрическое давление на клеммах блока |
| CD | Коэффициент расхода |
| A | Площадь прохода диафрагмы |
| ρ | Плотность жидкости |
| pcr | Минимальное давление турбулентного потока при переходе блока из ламинарного в турбулентный режим |
Минимальное давление для турбулентного потока, pcr, рассчитывают в соответствии со способом спецификации ламинарного перехода:
По соотношению давлений - Переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:
pcr = (pavg + patm) (1 - Blam)
pavg = (pA + pB )/2
где
| pavg | Среднее давление между клеммами блока |
| patm | Атмосферное давление, 101325 Па |
| Двоичный логарифмический метод доступа | Соотношение давлений при переходе между ламинарным и турбулентным режимами (значение параметра отношения давлений ламинарного потока) |
По числу Рейнольдса - Переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:
Recr⋅νCD⋅DH) 2
4Aδ
где
| DH | Гидравлический диаметр диафрагмы |
| ν | Кинематическая вязкость жидкости |
| Recr | Критическое число Рейнольдса (значение параметра Критического числа Рейнольдса) |
Положительное направление блока - от порта A к порту B. Это означает, что расход является положительным, если он течет от A к B, и перепад давления определяется как − pB.
Чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для переменных блока перед моделированием, используйте вкладку «Переменные» в диалоговом окне блока (или раздел «Переменные» в Инспекторе свойств блока). Дополнительные сведения см. в разделе Установка приоритета и начальной цели для переменных блока.
Инерция жидкости не учитывается.
Площадь прохода диафрагмы. Значение по умолчанию: 1e-4 м ^ 2.
Полуэмпирический параметр для характеристики емкости диафрагмы. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно приводится в учебниках или листах технических данных производителя. Значение по умолчанию: 0.7.
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: 12, что соответствует круглому отверстию из тонкого материала с острыми кромками. 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» (Simscape Fluids) или блок «Пользовательская гидравлическая жидкость».
Блок имеет следующие порты:
AГидравлическое консервационное отверстие, связанное с входным отверстием диафрагмы.
BПорт гидравлической экономии, связанный с выпускным отверстием диафрагмы.
[1] Меритт, Его Превосходительство, гидравлические системы управления. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1967.