Гидравлическое сопротивление в повороте русла трубопровода
Локальные Гидравлические Сопротивления
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:
где
q | Скорость потока жидкости |
p | Падение давления |
K | Коэффициент падения давления |
A | Площадь поперечного сечения поворота |
| ρ | Плотность 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]:
где
Kd | Коэффициент трения |
Kr | Поправочный коэффициент с учетом кривизны поворота |
Kα | Поправочный 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):
где
| α | Угол 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 .
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.
Инерция жидкости и пограничное течение не учитываются.
Поворот принят из чистой стальной трубы.
Внутренний диаметр трубопровода. Значение по умолчанию 0.01 м.
Радиус поворота. Значение по умолчанию 0.04 м.
Угол поворота. Значение должно находиться в области значений от 0 до 180 степеней. Значение по умолчанию 90 град.
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.
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.
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.
Абсолютное давление в трубе при начальном моменте времени. Значение по умолчанию 0 Па.
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 поворота трубы.
BГидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием поворота трубы.
[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
Elbow | Gradual Area Change | Hydraulic Resistive Tube | Local Resistance | Sudden Area Change | T-junction