Гидравлическое отверстие с постоянной площадью поперечного сечения
Гидравлические элементы
Блок Constant Area Hydraulic Orifice моделирует отверстие с острым краем постоянной площади. Скорость потока жидкости через отверстие пропорциональна перепаду давления через отверстие и определяется согласно следующим уравнениям:
где
| q | Скорость потока жидкости |
| p | Перепад давления |
| p A, p B | Абсолютные давления на клеммах блоков |
| C D | Коэффициент расхода потока |
| A | Площадь канала отверстия |
| ρ | Плотность жидкости |
| p cr | Минимальное давление турбулентного течения, когда блок переходит от ламинарного к турбулентному режиму |
Минимальное давление для турбулентного потока, p cr, вычисляется согласно определенному методу перехода из ламинарного режима течения:
По отношению давления - переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:
p cr = (p avg + p atm) (1 - B лам)
p avg = (p A + p B )/2
где
| p avg | Среднее давление между клеммами блоков |
| p атм | Атмосферное давление, 101325 Па |
| B лам | Отношение давления на переходном режиме между ламинарным и турбулентным режимами (Laminar flow pressure ratio значение параметров) |
По числу Рейнольдса - переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:
где
| D H | Гидравлический диаметр отверстия |
| ν | Кинематическая вязкость жидкости |
| Re cr | Критическое число Рейнольдса (Critical Reynolds number значение параметров) |
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 перепад давления определяется как .
Чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для основных переменных до симуляции, используйте вкладку Variables в диалоговом окне блока (или раздел Variables в Property Inspector блоков). Для получения дополнительной информации смотрите Задать приоритет и Начальный целевой объект для основных переменных.
Инерция жидкости не учитывается.
Площадь канала отверстия. Значение по умолчанию 1e-4 м ^ 2.
Полуэмпирический параметр для емкостной характеристики отверстия. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно приводится в учебниках или таблицах данных производителя. Значение по умолчанию 0.7.
Выберите для блока режим перехода между ламинарным и турбулентным течениями:
Pressure ratio - Переход от ламинарного к турбулентному режиму плавен и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.
Reynolds number - переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.
Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами. Значение по умолчанию 0.999. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Pressure ratio.
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 12, что соответствует круглому отверстию из тонкого материала с острыми ребрами. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Reynolds number.
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid (Simscape Fluids) или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать свойства жидкости.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входным отверстием отверстия.
BГидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием отверстия.
[1] Meritt, H.E. Гидравлические системы управления. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1967.