Local Resistance

Гидравлическое сопротивление, заданное коэффициентом потерь

Библиотека

Локальные Гидравлические Сопротивления

  • Local Resistance block

Описание

Блок Local Resistance представляет типовое локальное гидравлическое сопротивление, такое как поворот, колено , арматура, фильтр, локальное изменение сечения потока и так далее. Падение давления, вызванное сопротивлением, вычисляется на основе коэффициента падения давления, который обычно предоставляется в каталогах, таблицах данных или учебниках по гидравлике. Коэффициент падения давления может быть задан либо как константа, либо как таблица, в которой он сведен в таблицу от числа Рейнольдса.

Перепад давления между портом А и портом B:

Δp=pA−pB,

где:

  • p - перепад давления.

  • p A является избыточным давлением в порту A.

  • p B - абсолютное давление в порту B.

Если для параметра Model parameterization задано значение By semi-empirical formulasперепад давления связан с объемной скоростью потока жидкости выражением:

q=A2K⋅ρ⋅p(p2+pcr2)1/4

где:

  • q - объемная скорость потока жидкости.

  • A - площадь потока.

  • K - коэффициент сопротивления потоку.

  • ρ - плотность жидкости.

  • p Cr является минимальным давлением турбулентного течения.

Если для параметра Model parameterization задано значение By loss coefficient vs. Re tableперепад давления связан с объемной скоростью потока жидкости выражением:

p=K(Re)ρq|q|2A2

где K теперь является функцией числа Рейнольдса (Re). Его значение задается в диалоговом окне блока в сведенной в табличной форме относительно числа Рейнольдса:

Re=q⋅DHA⋅ν

где:

  • D H является гидравлическим диаметром потока:

    DH=4Aπ

  • ν - кинематическая вязкость.

Для коэффициента постоянного падения давления минимальное давление турбулентного течения, p cr, вычисляется согласно определенному методу перехода из ламинарного режима течения:

  • По отношению давления - переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:

    p cr = (p avg + p atm) (1 - B лам)

    p avg = (p A + p B )/2

    где

    p avgСреднее давление между клеммами блоков
    p атмАтмосферное давление, 101325 Па
    B ламОтношение давления на переходном режиме между ламинарным и турбулентным режимами (Laminar flow pressure ratio значение параметров)

  • По числу Рейнольдса - переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:

    pcr=Kρ2(Recr⋅νDH)2

    где

    Re crКритическое число Рейнольдса (Critical Reynolds number значение параметров)

Блок обеспечивает две параметризации:

  • By semi-empirical formulas - Коэффициент падения давления принимается постоянным для определенного направления потока. Режим течения может быть либо ламинарным, либо турбулентным, в зависимости от числа Рейнольдса.

  • By loss coefficient vs. Re table - Коэффициент падения давления задается как функция от числа Рейнольдса. Режим течения принимается турбулентным в любое время. Вы должны убедиться, что данные коэффициента потерь соответствуют этому режиму течения.

Сопротивление может быть симметричным или асимметричным. В симметричных сопротивлениях падение давления практически не зависит от направления потока и одно значение коэффициента используется как для прямого, так и для обратного течения. Для асимметричных сопротивлений предусмотрены отдельные коэффициенты для каждого направления потока. Если коэффициент потерь задан таблицей, таблица должна охватывать как положительные так и отрицательные направления потока.

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 потеря давления определяется как Δp=pA−pB,.

Основные допущения и ограничения

  • Инерция жидкости не учитывается.

  • Если вы выбираете параметризацию по отношениям в табличной форме K=f(Re), поток принимается полностью турбулентным.

Параметры

Вкладка « параметры»

Resistance area

Наименьшая площадь прохода. Значение по умолчанию 1e-4 м ^ 2.

Model parameterization

Выберите один из следующих методов определения коэффициента падения давления:

  • By semi-empirical formulas - Задайте скалярное значение коэффициента падения давления. Для асимметричных сопротивлений вы должны предоставить отдельные коэффициенты для прямого и обратного течения. Это метод по умолчанию.

  • By loss coefficient vs. Re table - Предоставьте табличные данные коэффициентов потерь и соответствующих чисел Рейнольдса. Коэффициент потерь определяется одномерным поиском в таблице. У вас есть выбор из двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции. Для асимметричных сопротивлений таблица должна охватывать как положительные так и отрицательные направления потока.

Pressure loss coefficient for direct flow

Коэффициент потерь для прямого течения (протекающий от A до B). Для простых идеальных строений значение коэффициента может быть определено аналитически, но в большинстве случаев его значение определяется эмпирически и приводится в учебниках и таблицах данных (для примера см. [1]). Значение по умолчанию 2. Этот параметр используется, если Model parameterization установлено на By semi-empirical formulas.

Pressure loss coefficient for reverse flow

Коэффициент потерь для обратного течения (протекающий от B до A). Параметр аналогичен коэффициенту потерь для прямого течения и должен быть установлен на то же значение, если сопротивление симметрично. Значение по умолчанию 2. Этот параметр используется, если Model parameterization установлено на By semi-empirical formulas.

Laminar transition specification

Если для Model parameterization задано значение By semi-empirical formulas, 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.

Laminar flow pressure ratio

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.

Critical Reynolds number

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 150. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Reynolds number.

Reynolds number vector

Задайте вектор значений входа для чисел Рейнольдса как одномерный массив. Вектор входных значений должен быть строго увеличен. Значения могут быть неоднородно разнесены. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо задать как минимум два значения для линейной интерполяции, как минимум три значения для сплайна-интерполяции. Значения по умолчанию [-4000, -3000, -2000, -1000, -500, -200, -100, -50, -40, -30, -20, -15, -10, 10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 4000, 5000, 10000]. Этот параметр используется, если Model parameterization установлено на By loss coefficient vs. Re table.

Loss coefficient vector

Задайте вектор значений потери давления одномерным массивом. Вектор коэффициента потерь должен быть того же размера, что и вектор чисел Рейнольдса. Значения по умолчанию [0.25, 0.3, 0.65, 0.9, 0.65, 0.75, 0.90, 1.15, 1.35, 1.65, 2.3, 2.8, 3.10, 5, 2.7, 1.8, 1.46, 1.3, 0.9, 0.65, 0.42, 0.3, 0.20, 0.40, 0.42, 0.25]. Этот параметр используется, если Model parameterization установлено на By loss coefficient vs. Re table.

Interpolation method

Выберите один из следующих методов интерполяции для аппроксимации выхода значения, когда вход значение находится между двумя последовательными сеточными точками:

  • Linear - Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую эффективность.

  • Smooth - Выберите эту опцию, чтобы создать непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите PS Lookup Table (1D) блочной страницы с описанием. Этот параметр используется, если Model parameterization установлено на By loss coefficient vs. Re table.

Extrapolation method

Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения значения выхода, когда значение входа находится вне диапазона, заданного в списке аргументов:

  • Linear - Выберите эту опцию, чтобы создать кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.

  • Nearest - Выберите эту опцию, чтобы создать экстраполяцию, которая не идет выше высшей точки в данных или ниже самой нижней точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции см. PS Lookup Table (1D) блочной страницы с описанием. Этот параметр используется, если Model parameterization установлено на By loss coefficient vs. Re table.

Вкладка Переменные

Flow rate

Объемная скорость потока жидкости через локальное сопротивление при начальном моменте времени. Simscape™ программное обеспечение использует этот параметр, чтобы направить начальное строение компонента и модели. Начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью, могут быть проигнорированы. Установите значение столбца Priority High для приоритизации этой переменной по сравнению с другими, низкоприоритетными, переменными.

Pressure differential

Перепад давления между локальными портами сопротивления в начальный момент времени. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы направить начальное строение компонента и модели. Начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или несовместимы с моделью, могут быть проигнорированы. Установите значение столбца Priority High для приоритизации этой переменной по сравнению с другими, низкоприоритетными, переменными.

Ограниченные параметры

Когда ваша модель находится в Ограниченном режиме редактирования, вы не можете редактировать следующие параметры:

  • Model parameterization

  • Interpolation method

  • Extrapolation method

  • Laminar transition specification

Все другие параметры блоков доступны для изменения. Фактический набор изменяемых параметров блоков зависит от значения параметра Model parameterization во время входа модели в Ограниченный режим.

Глобальные параметры

Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:

  • Fluid density

  • Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать свойства жидкости.

Порты

Блок имеет следующие порты:

A

Гидравлический порт сопоставлен с входным отверстием сопротивления.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием сопротивления.

Ссылки

[1] Idelchik, IE. Руководство по гидравлическому сопротивлению, CRC Begell House, 1994

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.

См. также

| | | |

Введенный в R2006a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте