Гидравлический трубопровод с сопротивлением и сжимаемостью жидкости свойств
Трубопроводы
Блок Hydraulic Pipeline моделирует гидравлические трубопроводы с круглым и некруглым сечениями. Блок учитывает потери на трение по длине трубопровода и сжимаемость жидкости. Блок не учитывает инерцию жидкости и не может использоваться для прогнозирования таких эффектов, как водяной молоток или изменения давления, вызванные ускорением жидкости.
Модель построена из базовых блоков библиотеки Simscape™ Foundation, и ее принципиальная схема показана ниже.
Блоки Hydraulic Resistive Tube учитывают потери на трение, в то время как блок Constant Volume Hydraulic Chamber - сжимаемость жидкости. При помощи параметров блоков можно задать модель для анализа труб с жесткими или податливыми стенками, включая симуляцию гидравлических шлангов с упругими и вязкоупругими свойствами.
Блок имеет положительное направление от порта А до порта B. Это означает, что скорость потока жидкости положительная, если она течет от A до B, и потеря давления определяется как .
Поток принимается непрерывным по длине трубопровода.
Инерция жидкости не учитывается.
Тип сечения канала: Circular или Noncircular. Для круглого сечения задается ее внутренний диаметр. Для некруглого сечения задайте его гидравлический диаметр и площадь поперечного сечения по каналу. Значение по умолчанию параметра Circular.
Внутренний диаметр по каналу. Параметр используется, если Pipe cross section type установлено на Circular. Значение по умолчанию 0.01 м.
Площадь поперечного сечения по каналу. Параметр используется, если Pipe cross section type установлено на Noncircular. Значение по умолчанию 1e-4 м ^ 2.
Гидравлический диаметр сечения канала. Параметр используется, если Pipe cross section type установлено на Noncircular. Значение по умолчанию 0.0112 м.
Используется для вычисления коэффициента трения при ламинарном течении. Форма сечения канала определяет значение. Для трубопровода с некруглым сечением установите коэффициент в соответствующее значение, например, 56 для квадрата, 96 для концентрического кольца, 62 для прямоугольника (2:1) и так далее. Значение по умолчанию 64, что соответствует трубе круглого сечения.
Геометрическая длина трубопровода. Значение по умолчанию 5 м.
Этот параметр представляет общую эквивалентную длину всех локальных сопротивлений, сопоставленных с трубопроводом. Можно учесть падения давления, вызванные локальными сопротивлениями, такими как повороты, подборы кривой, якорь, потери входного отверстия/выхода и так далее, добавив к геометрической длине трубопровода совокупную эквивалентную длину всех локальных сопротивлений. Эта длина добавляется к геометрической длине трубопровода только для расчета гидравлического сопротивления. Объем жидкости зависит только от геометрической длины трубопровода. Значение по умолчанию 1 м.
Размер шероховатости на внутренней поверхности трубопровода. Параметр обычно предоставляется в таблицах данных или каталогах производителей. Значение по умолчанию 15e-6 м, что соответствует цельнотянутой трубе.
Задает число Рейнольдса, при котором ламинарный режим течения жидкости начинает преобразовываться в турбулентный. Математически это максимальное значение числа Рейнольдса при полностью развитом ламинарном течении. Значение по умолчанию 2000.
Задает число Рейнольдса, при котором турбулентный режим течения принимается полностью развитым. Математически это минимальное число Рейнольдса при турбулентном потоке. Значение по умолчанию 4000.
Параметр доступен только для круглых сечений и может иметь одно из двух значений: Rigid Wall или Flexible Wall. Если для параметра задано значение Rigid WallПограничное течение не учитывается, что может улучшить вычислительную эффективность. Значение Flexible Wall рекомендуется для шлангов и металлических каналов, где пограничное течение может повлиять на поведение системы. Значение по умолчанию Rigid Wall.
Коэффициент, который устанавливает зависимость между давлением и внутренним диаметром в установленных условиях. Этот коэффициент может быть определен аналитически для цилиндрических металлических каналов или экспериментально для шлангов. Параметр используется, если для параметра Pipe wall type задано значение Flexible Wall. Значение по умолчанию 2e-12 м/Па.
Временная константа в передаточной функции, которая связывает внутренний диаметр по каналу с изменениями давления. При помощи этого параметра моделируемый упругий или вязкоупругий процесс аппроксимируется с задержкой первого порядка. Значение определяется экспериментально или предоставляется производителем. Параметр используется, если для параметра Pipe wall type задано значение Flexible Wall. Значение по умолчанию 0.01 с.
Коэффициент удельной теплоемкости для Блок Гидроемкости Постоянного Объема. Значение по умолчанию 1.4.
Начальное давление в трубопроводе. Этот параметр задает начальное условие для использования при вычислении начального состояния блока в начале запуска симуляции. Для получения дополнительной информации см. «Расчет начальных условий». Значение по умолчанию 0.
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 трубопровода.
BГидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием трубопровода.
[1] Белый, F.M., Вязкий Поток Жидкости, Макгроу-Хилл, 1991