Pipe Bend (IL)

Сегмент поворота русла трубопровода в изотермической гидравлической сети

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

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}:

$K_{l o s s} = C_{a n g l e} C_{b e n d} .$

C _угол вычисляется как :

$C_{a n g l e} = 0.0148 θ - 3.9716 \cdot 10^{- 5} θ^{2},$

где θ - Bend angle, в степенях.

C _изгиб вычисляется из табличного отношения радиуса поворота к диаметру трубопровода для 90^o 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:

$Δ p_{l o s s} = \frac{μ λ}{2 ρ_{I} d^{2} A} \frac{L}{2} {\dot{m}}_{p o r t},$

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: $L_{b e n d} = r_{b e n d} θ .$ .
A - площадь поперечного сечения по каналу, $\frac{π}{4} d^{2} .$
${\dot{m}}_{p o r t}$ - массовый расход жидкости в соответствующем порту.

Потери от трения в турбулентных потоках

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

$Δ p_{l o s s} = (\frac{f_{D} L}{2 d} + \frac{K_{l o s s}}{2}) \frac{{\dot{m}}_{p o r t} | {\dot{m}}_{p o r t} |}{2 ρ_{I} A^{2}},$

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:

$p_{A} - p_{B} = Δ p_{l o s s, A} - Δ p_{l o s s, B} .$

Перепад давления для сжимаемых жидкостей

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

$p_{A} - p_{I} = Δ p_{l o s s, A},$

$p_{B} - p_{I} = Δ p_{l o s s, B} .$

Сохранение массы

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

${\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = 0.$

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

${\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = {\dot{p}}_{I} \frac{d ρ_{I}}{d p_{I}} V,$

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

Порты

Сохранение

расширить все

`A` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

Порт входа или выхода жидкости.

`B` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

Порт входа или выхода жидкости.

Параметры

расширить все

`Pipe diameter` - Диаметр трубопровода
`0.01 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Диаметр трубопровода.

`Bend radius` - Радиус окружности поворота
`0.04 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Радиус окружности, образованной поворотом русла трубопровода.

`Bend angle` - Угол поворота
`90 deg` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Протянуть степень поворота русла трубопровода.

`Internal surface absolute roughness` - Шероховатость стенки трубопровода
`15e-6 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Fluid dynamic compressibility` - Моделировать ли сжимаемость жидкости
`Off` (по умолчанию) | `On`

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.

`Initial liquid pressure` - Давление трубопровода в начале симуляции
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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.

См. также

Введенный в R2020a

Документация

Pipe Bend (IL)

Описание

Коэффициент потерь кривизны трубопровода

Потери из-за трения в ламинарных течениях

Потери от трения в турбулентных потоках

Перепад давления для несжимаемых жидкостей

Перепад давления для сжимаемых жидкостей

Сохранение массы

Порты

Сохранение

`A` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

`B` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

Параметры

`Pipe diameter` - Диаметр трубопровода
`0.01 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Bend radius` - Радиус окружности поворота
`0.04 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Bend angle` - Угол поворота
`90 deg` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Internal surface absolute roughness` - Шероховатость стенки трубопровода
`15e-6 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Fluid dynamic compressibility` - Моделировать ли сжимаемость жидкости
`Off` (по умолчанию) | `On`

`Initial liquid pressure` - Давление трубопровода в начале симуляции
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Ссылки

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Pipe Bend (IL)

Описание

Коэффициент потерь кривизны трубопровода

Потери из-за трения в ламинарных течениях

Потери от трения в турбулентных потоках

Перепад давления для несжимаемых жидкостей

Перепад давления для сжимаемых жидкостей

Сохранение массы

Порты

Сохранение

A - Порт жидкости изотермическая жидкость

B - Порт жидкости изотермическая жидкость

Параметры

Pipe diameter - Диаметр трубопровода 0.01 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Bend radius - Радиус окружности поворота 0.04 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Bend angle - Угол поворота 90 deg (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Internal surface absolute roughness - Шероховатость стенки трубопровода 15e-6 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Fluid dynamic compressibility - Моделировать ли сжимаемость жидкости Off (по умолчанию) | On

Initial liquid pressure - Давление трубопровода в начале симуляции 0.101325 MPa (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Ссылки

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

`B` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

`Pipe diameter` - Диаметр трубопровода
`0.01 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Bend radius` - Радиус окружности поворота
`0.04 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Bend angle` - Угол поворота
`90 deg` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Internal surface absolute roughness` - Шероховатость стенки трубопровода
`15e-6 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Fluid dynamic compressibility` - Моделировать ли сжимаемость жидкости
`Off` (по умолчанию) | `On`

`Initial liquid pressure` - Давление трубопровода в начале симуляции
`0.101325 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина