Pipe Bend

Гидравлическое сопротивление в повороте русла трубопровода

Библиотека

Локальные Гидравлические Сопротивления

  • Pipe Bend block

Описание

Блок Pipe Bend представляет поворот русла трубопровода как локальное гидравлическое сопротивление. Падение давления в повороте принято из

  • Потеря в прямолинейном трубопроводе

  • Потеря из-за кривизны

Потери в прямом трубопроводе моделируются блоком Hydraulic Resistive Tube. Потеря из-за кривизны моделируется блоком Local Resistance, и коэффициент падения давления определяется в соответствии с рекомендациями Crane Co. (см. [1], стр. A-29). Режим течения проверяется в базовом блоке Local Resistance путем сравнения числа Рейнольдса с заданным критическим значением числа Рейнольдса.

Потеря давления из-за кривизны для турбулентного режима течения определяется по следующей формуле:

p=Kρ2A2q|q|

где

qСкорость потока жидкости
pПадение давления
KКоэффициент падения давления
AПлощадь поперечного сечения поворота
ρПлотность жидкости

Для ламинарного режима течения жидкости изменяется формула расчета падения давления, как описано в справочной документации для блока Local Resistance.

Коэффициент падения давления определяется согласно рекомендации, представленной в [1]:

K=Kd·Kr·Kα

где

KdКоэффициент трения
KrПоправочный коэффициент с учетом кривизны поворота
KαПоправочный коэффициент, учитывающий угол поворота

Коэффициент трения определяется согласно следующей таблице.

Примечание

Коэффициенты трения для трубопроводов с диаметрами более 525 мм определяются экстраполяцией.

Коэффициент коррекции, учитывающий кривизну поворота, определяется согласно следующей таблице.

Относительный радиус кривизны поворота вычисляется как

r = bend radius / pipe diameter

Примечание

Для трубопроводов с относительным радиусом кривизны поворота вне области значений 1 > r > 24, коэффициенты коррекции определяются экстраполяцией.

Коррекция для non-90o Повороты выполняются с эмпирической формулой (см. [2], Fig. 4.6):

Kα=α(0.0142−3.703·10−5α)

где

αУгол поворота в степенях (0 ≤ α ≤ 180)

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 p=pA−pB.

Предупреждение

Формулы, используемые в блоке Pipe Bend, очень приблизительны, особенно в ламинарных и переходных режимах течения. Для получения более точных результатов используйте комбинацию блока Local Resistance с табличной K=f(Re) отношение и блок Hydraulic Resistive Tube.

Основные допущения и ограничения

  • Инерция жидкости и пограничное течение не учитываются.

  • Поворот принят из чистой стальной трубы.

Параметры

Pipe diameter

Внутренний диаметр трубопровода. Значение по умолчанию 0.01 м.

Bend radius

Радиус поворота. Значение по умолчанию 0.04 м.

Bend angle

Угол поворота. Значение должно находиться в области значений от 0 до 180 степеней. Значение по умолчанию 90 град.

Internal surface roughness height

Размер шероховатости на внутренней поверхности трубопровода. Параметр обычно предоставляется в таблицах данных или каталогах производителей. Значение по умолчанию 1.5e-5 м, что соответствует цельнотянутой трубе.

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 350.

Fluid compressibility

Установка динамической сжимаемости. Выберите On сделать плотность жидкости зависимой от давления и температуры. Выберите Off для обработки плотности жидкости как константы. Динамическая сжимаемость влияет на переходный процесс жидкости при быстропротекающих ситуациях и может замедлить симуляцию.

Initial liquid pressure (gauge)

Абсолютное давление в трубе при начальном моменте времени. Значение по умолчанию 0 Па.

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 поворота трубы.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием поворота трубы.

Ссылки

[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

Расширенные возможности

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

.

См. также

| | | | |

Введенный в R2006b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте