Гидравлическое сопротивление в колене
Локальные Гидравлические Сопротивления
Блок Elbow представляет колено как локальное гидравлическое сопротивление. Падение давления определяется по полуэмпирической формуле на основе коэффициента падения давления, который определяется в соответствии с рекомендациями Кранового Ко. (см. [1], стр. А-29). Рассматриваются два типа локтя: плавно изогнутый (стандартный) и остро-краевой (митра). Блок покрывает колена в области значений 5-100 мм и 0-90 степеней.
Блок основан на блоке Local Resistance. Он вычисляет коэффициент падения давления и передает его значение, а также критическое значение числа Рейнольдса в блок Local Resistance, который вычисляет падение давления согласно формулам, объясненным в справочной документации для этого блока.
Потеря давления для турбулентного режима течения определяется по следующей формуле:
где
q | Скорость потока жидкости |
p | Падение давления |
K | Коэффициент падения давления |
A | Площадь поперечного сечения колена |
| ρ | Плотность жидкости |
Режим течения проверяется в базовом блоке Local Resistance путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим значением числа Рейнольдса. Для ламинарного режима течения жидкости изменяется формула расчета падения давления, 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 чистых стальных труб с потоком в зоне устойчивой турбулентности (см. [1], стр. A-26). Для плавно изогнутых, стандартных 90o колена, коэффициент падения давления определяется формулой
Для колен с различными углами коэффициент корректируется отношением, представленным в [2], Fig 4.6:
где α - угол колена в степенях (0 ≤ α ≤ 90).
Поэтому коэффициент падения давления для стандартных колен с плавным поворотом, определяется формулой
Для крутоугольных, угловых изгибов коэффициент падения давления определяется согласно таблице, приведенной в [1], p. A-29, как функция от диаметра колена и угла
где 5 ≤ d ≤ 100 мм и 0 ≤ α ≤ 90 степени.
Связи A и B - гидравлические порты, сопоставленные с входным и выходным отверстиями блока, соответственно.
Блок имеет положительное направление от порта А до порта B. Это означает, что скорость потока жидкости положительная, если жидкость течет от A до B, и перепад давления определяется как .
Предупреждение
Формулы, используемые в блок Колене, очень приблизительны, особенно в ламинарных и переходных режимах течения. Для получения более точных результатов используйте блок Локальное Сопротивление с табличной K=f(Re) отношения.
Инерция жидкости не учитывается.
Колено принято из чистой стальной трубы.
Параметр может иметь одно из двух значений: Smoothly curved или Sharp-edged (miter). Значение по умолчанию Smoothly curved.
Внутренний диаметр трубопровода. Значение должно быть в области значений от 5 до 100 мм. Значение по умолчанию 0.01 м.
Угол поворота. Значение должно находиться в области значений от 0 до 90 степеней. Значение по умолчанию 90 град.
Выберите для блока режим перехода между ламинарным и турбулентным течениями:
Pressure ratio - Переход от ламинарного к турбулентному режиму плавен и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.
Reynolds number - переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.
Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами. Значение по умолчанию 0.999. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Pressure ratio.
Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Вы можете найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках гидравлики. Значение по умолчанию 80. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Reynolds number.
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать свойства жидкости.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входным отверстием колена.
BГидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием колена.
[1] Поток жидкости через клапаны, подборы кривой и трубопровод, крановые клапаны в Северной Америке, техническая бумага № 410M
[2] Джордж Р. Келлер, анализ гидравлических систем, опубликованный редакторами журнала Гидравлики и пневматики, 1970
Gradual Area Change | Local Resistance | Pipe Bend | Sudden Area Change | T-junction