Pipe Bend (IL)

Сегмент поворота русла трубопровода в изотермической гидравлической сети

  • Библиотека:
  • Simscape/Жидкости/Изотермическая жидкость/Трубы и подборы кривой

  • Pipe Bend (IL) block

Описание

Блок Поворот русла трубопровода (IL) моделирует изогнутый трубопровод в изотермической гидравлической сети. Можно задать характеристики трубопровода, чтобы вычислить потери из-за трения и кривизны трубопровода и опционально смоделировать сжимаемость жидкости.

Коэффициент потерь кривизны трубопровода

Коэффициент падения давления из-за изменений геометрии содержит коэффициент коррекции угла, C угол и коэффициент поворота C поворота:

Kloss=CangleCbend.

C угол вычисляется как :

Cangle=0.0148θ3.9716105θ2,

где θ - Bend angle, в степенях.

C изгиб вычисляется из табличного отношения радиуса поворота к диаметру трубопровода для 90o повороты от крана [1]:

Коэффициент трения, f T, для чистой промышленной стали интерполируется из табличных данных на основе диаметра трубопровода [1]:

Обратите внимание, что коэффициент коррекции действителен для отношения радиуса поворота к диаметру между 1 и 24. За пределами этой области значений используется экстраполяция по ближайшему соседу.

Потери из-за трения в ламинарных течениях

Составы для падения давления одинаковы для потока в портах A и B.

Когда поток в трубопроводе полностью ламинарен или ниже Re = 2000, падение давления на повороте:

Δploss=μλ2ρId2AL2m˙port,

где:

  • μ - динамическая вязкость жидкости.

  • λ - коэффициент трения Дарси, который равен 64 для ламинарного течения.

  • ρ I является внутренней плотностью жидкости.

  • d - диаметр трубопровода.

  • L - сегмент длины поворота, продукт Bend radius и Bend angle: Lbend=rbendθ..

  • A - площадь поперечного сечения по каналу, π4d2.

  • m˙port - массовый расход жидкости в соответствующем порту.

Потери от трения в турбулентных потоках

Когда поток полностью турбулентен или больше Re = 4000, падение давления в трубопроводе:

Δploss=(fDL2d+Kloss2)m˙port|m˙port|2ρIA2,

где f D - коэффициент трения Дарси. Это аппроксимируется эмпирическим уравнением Haaland и основывается на Internal surface absolute roughness. Дифференциал берется за половину сегмента трубопровода, между портом A внутренним узлом и между внутренним узлом и B порта.

Перепад давления для несжимаемых жидкостей

Когда поток несжимаем, падение давления на повороте:

pApB=Δploss,AΔploss,B.

Перепад давления для сжимаемых жидкостей

Когда поток сжимается, падение давления на повороте вычисляется на основе давления внутреннего объема жидкости, p I :

pApI=Δploss,A,

pBpI=Δploss,B.

Сохранение массы

Для несжимаемой жидкости массовый расход жидкости в трубопровод равен массовому расходу из трубопровода:

m˙A+m˙B=0.

Когда жидкость сжимается, различие между массовым потоком жидкости в трубу и из нее зависит от изменения плотности жидкости из-за сжимаемости:

m˙A+m˙B=p˙IdρIdpIV,

где V - продукт площади поперечного сечения по каналу и длины поворота, AL.

Порты

Сохранение

расширить все

Порт входа или выхода жидкости.

Порт входа или выхода жидкости.

Параметры

расширить все

Диаметр трубопровода.

Радиус окружности, образованной поворотом русла трубопровода.

Протянуть степень поворота русла трубопровода.

Абсолютная шероховатость стенки трубопровода. Этот параметр используется для определения коэффициента трения Дарси, который способствует падению давления в трубопроводе.

Моделирует ли какое-либо изменение массы жидкости из-за сжимаемости жидкости. Когда Fluid compressibility установлено на Onвычисляют изменения массы из-за изменения плотности жидкости в сегменте. Объем жидкости в трубопроводе остается постоянным. В библиотеке Isothermal Liquid все блоки вычисляют плотность как функцию от давления.

Давление в трубопроводе в начале симуляции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fluid dynamic compressibility равным On.

Ссылки

[1] Кран Ко. Поток жидкости через клапаны, подборы кривой и TP-410 трубопровода. Crane Co., 1981.

Введенный в R2020a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте