Resistive Pipe LP

Гидравлический трубопровод, учитывающий потери на трение и повышения портов

Библиотека

Блоки низкого давления

  • Resistive Pipe LP block

Описание

Блок Resistive Pipe LP моделей гидравлические трубопроводы с круглым и некруглым сечениями и учитывает только гидравлическое сопротивление. Другими словами, блок развивается с основным допущением установившегося течения жидкости. Ни сжимаемость жидкости, ни инерция жидкости не рассматриваются в модели, что означает, что такие функции, как водяной молоток, не могут быть исследованы. При необходимости можно добавить сжимаемость жидкости, инерцию жидкости и другие эффекты к вашей модели с помощью других блоков, таким образом создавая более реальную модель.

Эффекты разрыва потока также не рассматриваются, принимая, что течение полностью неразрывно по длине трубопровода. Для анализа локальных сопротивлений, таких как изгибы , арматура, входное и выходное отверстия и так далее, преобразуйте сопротивления в эквивалентные им длины, а затем суммируйте все сопротивления, получая совокупную длину. Затем прибавьте эту длину к геометрической длине трубопровода.

Падение давления на трение определяется уравнением Дарси, в котором потери пропорциональны потоку , зависящему от коэффициента трения и квадрату скорости потока жидкости. Коэффициент трения в турбулентном режиме определяется аппроксимацией Haaland (см. [1]). Коэффициент трения во время перехода от ламинарного к турбулентному режиму определяется линейной интерполяцией между крайними точками режимов. В результате этих предположений трубка моделируется согласно следующим уравнениям:

p=f(L+Leq)DHρ2A2q·|q|+ρ·g(zB−zA)

f={Ks/Reдля Re<=ReLfL+fT−fLReT−ReL(Re−ReL)для ReL<Re<ReT1(−1.8log10(6.9Re+(r/DH3.7)1.11))2для Re>=ReT

Re=q⋅DHA⋅ν

где

pПадение давления вдоль трубопровода из-за трения
qСкорость потока жидкости через трубопровод
ReЧисло Рейнольдса
ReLМаксимальное значение числа Рейнольдса при ламинарном течении
ReTМинимальное число Рейнольдса при турбулентном потоке
KsМасштабный фактор, который характеризует сечение канала
fLКоэффициент трения на ламинарной границе
fTКоэффициент трения на турбулентной границе
AПлощадь поперечного сечения по каналу
DHГидравлический диаметр трубопровода
LГеометрическая длина трубопровода
LeqСовокупная эквивалентная длина локальных сопротивлений
rВысота шероховатости внутренней поверхности трубопровода
νКинематическая вязкость жидкости
zA, zBПовышения трубопровода порта А и порт B, соответственно
gУскорение свободного падения

Блок имеет положительное направление от порта А до порта B. Это означает, что скорость потока жидкости положительная, если она течет от A до B, и потеря давления определяется как p=pA−pB.

Основные допущения и ограничения

  • Поток принимается непрерывным по длине трубопровода.

  • Инерция жидкости, сжимаемость жидкости и пограничное течение не учитываются.

Параметры

Вкладка « Основные параметры»

Pipe cross section type

Тип сечения канала: Circular или Noncircular. Для круглого сечения задается ее внутренний диаметр. Для некруглого сечения задайте его гидравлический диаметр и площадь поперечного сечения по каналу. Значение по умолчанию параметра Circular.

Internal diameter

Внутренний диаметр по каналу. Параметр используется, если Pipe cross section type установлено на Circular. Значение по умолчанию 0.01 м.

Noncircular pipe cross-sectional area

Площадь поперечного сечения по каналу. Параметр используется, если Pipe cross section type установлено на Noncircular. Значение по умолчанию 1e-4 м ^ 2.

Noncircular pipe hydraulic diameter

Гидравлический диаметр сечения канала. Параметр используется, если Pipe cross section type установлено на Noncircular. Значение по умолчанию 0.0112 м.

Geometrical shape factor

Используется для вычисления коэффициента трения при ламинарном течении. Форма сечения канала определяет значение. Для трубопровода с некруглым сечением установите коэффициент в соответствующее значение, например, 56 для квадрата, 96 для концентрического кольца, 62 для прямоугольника (2:1) и так далее [1]. Значение по умолчанию 64, что соответствует трубе круглого сечения.

Pipe length

Геометрическая длина трубопровода. Значение по умолчанию 5 м.

Aggregate equivalent length of local resistances

Этот параметр представляет общую эквивалентную длину всех локальных сопротивлений, сопоставленных с трубопроводом. Можно учесть падения давления, вызванные локальными сопротивлениями, такими как повороты, подборы кривой, якорь, потери входного отверстия/выхода и так далее, добавив к геометрической длине трубопровода совокупную эквивалентную длину всех локальных сопротивлений. Значение по умолчанию 1 м.

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.

Laminar flow upper margin

Задает число Рейнольдса, при котором ламинарный режим течения жидкости начинает преобразовываться в турбулентный. Математически это максимальное значение числа Рейнольдса при полностью развитом ламинарном течении. Значение по умолчанию 2000.

Turbulent flow lower margin

Задает число Рейнольдса, при котором турбулентный режим течения принимается полностью развитым. Математически это минимальное число Рейнольдса при турбулентном потоке. Значение по умолчанию 4000.

Вкладка положение по вертикали

Port A elevation wrt reference plane

Параметр задает высоту по вертикали порта А трубы относительно базовой плоскости. Значение по умолчанию 0.

Port B elevation wrt reference plane

Параметр задает высоту по вертикали порта В трубы относительно базовой плоскости. Значение по умолчанию 0.

Gravitational acceleration

Значение ускорения свободного падения (g). Блок использует этот параметр, чтобы вычислить эффекты градиента повышения между портами на их перепад давления. Значение по умолчанию 9.80655 м/с ^ 2.

Вкладка Переменные

Pressure drop from port A to port B

Значение в начальном моменте времени перепада давления между портами. Simscape™ программное обеспечение использует этот параметр, чтобы направить начальное строение этого компонента и модели. Начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или которые несовместимы с моделью, могут быть проигнорированы. Установите значение столбца Priority High для приоритизации этой переменной по сравнению с другими переменными с более низким приоритетом.

Flow rate from port A to port B

Значение в начальном моменте времени скорости потока жидкости через порты. Программное обеспечение Simscape использует этот параметр, чтобы направить начальное строение этого компонента и модели. Начальные переменные, которые конфликтуют друг с другом или которые несовместимы с моделью, могут быть проигнорированы. Установите значение столбца Priority High для приоритизации этой переменной по сравнению с другими переменными с более низким приоритетом.

Ограниченные параметры

Когда ваша модель находится в Ограниченном режиме редактирования, вы не можете редактировать следующий параметр:

  • Pipe cross section type

Все другие параметры блоков доступны для изменения. Фактический набор изменяемых параметров блоков зависит от значения параметра Pipe cross section type 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 трубопровода.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием трубопровода.

Ссылки

[1] Белый, F.M., Вязкий Поток Жидкости, Макгроу-Хилл, 1991

Расширенные возможности

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

.

См. также

| | | | | | |

Введенный в R2009a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте