Струйный насос жидкость-жидкость в изотермической гидравлической сети
Simscape/Жидкости/Изотермическая жидкость/Насосы и двигатели
Блок Jet Pump (IL) моделирует струйный насос для жидкости и жидкости в изотермической гидравлической сети с тем же мотивом и всасывающими жидкостями. Мотив входит в первичное сопло в порту A, которое втягивает всасывающую жидкость через входной порт S. После перемешивания в горловине объединенный поток расширяется через диффузор и выпускается в порт B. Общий скачок давления над насосом является суммой индивидуальных вкладов трения и изменения площади в каждой секции насоса и изменений импульса в горловине. Соглашение о знаке для уравнений ниже соответствует положительному потоку в горловину.
Схема струйного насоса
Массовый расход жидкости сохраняется в насосе:
где A - массовый расход жидкости через порт A, S - массовый расход жидкости через порт S, и A - массовый расход жидкости через порт B.
Используя сохранение массы и принцип Бернулли, изменения площади по сегментам насоса могут быть выражены в терминах скачка давления. С соплом связан следующий скачок давления:
или 0, в зависимости от того, какая величина больше. Состав зависит от:
A N, Nozzle area, принятая в самом широком разделе.
ρ, плотность жидкости.
Принято, что вход сопла намного больше, чем выход сопла.
Несмотря на то, что геометрия типового всасывающего входного отверстия не имеет такой формы, как сопло, он эффективно испытывает тот же тип уменьшения площади, что и вход в горловину вокруг выпускного отверстия сопла. Это затрубное пространство принято намного меньше всасывающего отверстия. Из-за этого сокращения площади скачка давления:
или 0, в зависимости от того, какая величина больше. A T - площадь поперечного сечения горловины. Над расширением диффузора скачка давления:
где a - Diffuser inlet to outlet area ratio.
Противоположные потоки
В случае обратного потока эффект площади сопла на скачок давления не моделируется, и, следовательно, поток, перемещающийся из горловины через сопло, не будет подвергаться никакому перепаду давления. Это обеспечивает числовую стабильность блока во время симуляции обратных потоков.
Смешивание мотива и всасывающего потока происходит в горловине. Это изменение импульса связано с изменением давления:
где b - Nozzle to throat area ratio, которая определяется между наибольшей и наименьшей площадями поперечного сечения сопла.
Поток испытывает потери из-за трения в сопле, вторичном всасывающем отверстии, горловине и диффузоре. Эти потери вычисляются на основе коэффициента, заданного для каждой секции, и площади или отношения площадей между различными секциями насоса. Обратите внимание, что трение приводит к падению давления, независимо от направления потока. Падение давления в сопле из-за трения:
где K N является Primary flow nozzle loss coefficient. Падение давления на трение во всасывающем потоке через затрубное пространство:
где K S является Secondary flow entry loss coefficient. Падение давления в горловине из-за трения:
где K T является Throat loss coefficient. Падение давления в диффузоре из-за трения:
где K D является Diffuser loss coefficient. Обратите внимание, что знак соответствует отрицательному потоку от горловины к порту B. Потери заданы для областей с наибольшей скоростью в потоке. По этой причине площадь горловины, которая равна площади входного отверстия диффузора, используется в уравнении потерь диффузора.
Кавитация происходит, когда область низкого давления в потоке падает ниже давления насыщения пара. Это создает карманы пара в жидкости и препятствует любому дальнейшему увеличению потока через насос. Можно смоделировать этот предел скорости потока жидкости путем определения Minimum nozzle pressure, после которой скорость жидкости останется постоянной. Общий скачок давления над насосом зависит от этого порога давления на выходе сопла. Между соплом и диффузором, скачок давления либо
или в зависимости от того, что меньше.
Общий скачок давления в сопле:
Общий скачок давления в затрубном пространстве:
Мотивы и всасывающие жидкости одинаковы.
Смешивание в горловине принято равномерным и полным.
Входное отверстие сопла намного больше, чем выходное отверстие сопла, и кольцевое пространство всасывающей струи намного меньше, чем входное отверстие всасывания.
Изменение давления из-за сопла не моделируется для обратных потоков.
Любой эффект кавитации моделируется как максимальный предел скорости потока жидкости в горловине.
Центробежный насос (IL) | Насос постоянной производительности (IL) | Компенсированный по давлению насос (IL) | Насос переменной производительности (IL)
