Sudden Area Change (TL)

Внезапное расширение или сокращение в площади потока

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Pipes & Fittings

Описание

Блок Sudden Area Change (TL) моделирует незначительное падение давления из-за внезапного изменения в площади поперечного сечения потока. Изменение области является сокращением от порта A до порта B и расширения от порта B до порта A. Этот компонент является адиабатой. Это не обменивается теплом со своей средой.

Внезапное схематичное изменение области

Перепад давления через внезапное расширение происходит, в основном, из-за турбулентности, смешивающейся в зоне расширения. Через внезапное сокращение это, в основном, должно течь отсоединение во входе зоны сокращения. Рисунок показывает зоны расширения и сокращения внезапного изменения области.

Баланс массы

Уравнение сохранения массы при внезапном изменении сечения

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

где:

${\dot{m}}_{A}$ и ${\dot{m}}_{B}$ массовые расходы жидкости во внезапное изменение области через порты А и B.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса во внезапном изменении области

$p_{A} - p_{B} = \frac{{\dot{m}}^{2}}{2 ρ} (\frac{1}{S_{B}^{2}} - \frac{1}{S_{A}^{2}}) + ϕ_{L o s s},$

где:

p _A и p _B является давлениями в портах А и B.
$\dot{m}$ средний массовый расход жидкости.
ρ является средней плотностью жидкости.
S _A и S _B является площадями поперечного сечения потока в портах А и B.
_Потеря Φ является механической энергетической потерей из-за внезапного изменения области.

Механическая энергетическая потеря

$ϕ_{L o s s} = K_{L o s s} \frac{{\dot{m}}^{2}}{2 ρ S_{B}^{2}},$

где:

_Потеря K является коэффициентом потерь.

Если параметр Loss coefficient specification устанавливается на Semi-empirical formulation, коэффициент потерь для внезапного расширения вычисляется как

$K_{L o s s} = K_{e} {(1 - \frac{S_{B}}{S_{A}})}^{2},$

в то время как для внезапного сокращения это вычисляется как

$K_{L o s s} = \frac{K_{c}}{2} (1 - \frac{S_{B}}{S_{A}}),$

где:

K _e является поправочным коэффициентом в зоне расширения.
K _c является поправочным коэффициентом в зоне сокращения.

В зоне перехода между внезапным расширением и внезапным поведением сокращения, коэффициент потерь сглаживается через функцию кубического полинома:

$K_{L o s s} = K_{e} {(1 - \frac{S_{B}}{S_{A}})}^{2} + λ [\frac{K_{c}}{2} (1 - \frac{S_{B}}{S_{A}}) - K_{e} {(1 - \frac{S_{B}}{S_{A}})}^{2}],$

где

$λ = 3 {\bar{\dot{m}}}^{2} - 2 {\bar{\dot{m}}}^{3},$

${\dot{m}}_{C r} = {Re}_{C r} \sqrt{\frac{π}{4} S_{B} μ .}$

Если параметр Loss coefficient specification устанавливается на Tabulated data — Loss coefficient vs. Reynolds number, блок получает коэффициент потерь из табличных данных, обеспеченных в зависимости от числа Рейнольдса.

Энергетический баланс

Уравнение энергосбережения во внезапном изменении области

$ϕ_{A} + ϕ_{B} = 0,$

где:

Φ _A и Φ _B является энергетическими скоростями потока жидкости во внезапное изменение области через порты А и B.

Переменные

Используйте вкладку Variables, чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции. Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

Допущения и ограничения

Поток несжимаем. Плотность жидкости принята постоянная во внезапном изменении области.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Раздел вставляется
тепловая жидкость

Жидкая запись или точка выхода к области изменяют раздел.

`B` — Раздел вставляется
тепловая жидкость

Жидкая запись или точка выхода к области изменяют раздел.

Параметры

развернуть все

`Local loss parameterization` — Метод вычисления потока потерь
`Semi-empirical` (значение по умолчанию) | `Tabulated data - loss coefficient vs. Reynolds number`

Параметризация для вычисления коэффициента потерь из-за внезапного изменения области. Выберите Semi-empirical formulation автоматически вычислить коэффициент потерь из площадей поперечного сечения в портах A и B. Выберите Tabulated data - Loss coefficient vs. Reynolds number задавать 1D интерполяционную таблицу для коэффициента потерь относительно числа Рейнольдса потока.

`Cross-sectional area at port A` — Вставьте область в A
0.02 `m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Область, нормальная к направлению потока во входе A. Это значение должно быть больше площади поперечного сечения в B.

`Cross-sectional area at port B` — Вставьте область в B
0.01 `m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Область, нормальная к направлению потока в B. Это значение должно быть меньшим, чем площадь поперечного сечения в A.

`Characteristic longitudinal length` — Разделите характеристическую длину
0.1 `m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Среднее расстояние, пересеченное жидкостью между портами A и B. Это значение должно быть больше нуля.

`Critical Reynolds number` — Переходное число Рейнольдса сопоставлено с самой маленькой областью в разделе
10 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Число Рейнольдса, в который переходы потока между ламинарными и турбулентными режимами во фрагменте сокращения внезапного изменения области. Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Semi-empirical formulation.

`Contraction correction factor` — Содействующий масштабный коэффициент потерь
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Масштабный коэффициент для корректировки содействующего значения потерь во фрагменте сокращения внезапного изменения области. Блок умножает содействующий фактор потерь, вычисленный от полуэмпирического выражения этим фактором. Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Semi-empirical formulation.

`Expansion correction factor` — Содействующий масштабный коэффициент потерь
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Масштабный коэффициент для корректировки содействующего значения потерь во фрагменте расширения внезапного изменения области. Блок умножает содействующий фактор потерь, вычисленный от полуэмпирического выражения этим фактором. Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Semi-empirical formulation.

`Reynolds number vector` — Вектор из чисел Рейнольдса для табличной параметризации
[10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000] (значение по умолчанию) | вектор

Вектор из чисел Рейнольдса для табличной параметризации коэффициентов потерь. Вы задаете Contraction loss coefficient vector и параметры Expansion loss coefficient vector в этих числах Рейнольдса.

Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Tabulated data - Loss coefficient vs. Reynolds number.

`Contraction loss coefficient vector` — Вектор из коэффициентов потерь для табличной параметризации
[4, 2.7, 1.8, 1.46, 1.3, .9, .65, .42, .3, .2] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из коэффициентов потерь для фрагмента сокращения изменения области. Задайте коэффициенты потерь в числах Рейнольдса в параметре Reynolds number vector. Блок использует число Рейнольдса и векторы коэффициентов потерь, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу.

Этот параметр отображается только, когда параметр Loss coefficient specification устанавливается на Tabulated data — Loss coefficient vs. Reynolds number.

`Expansion loss coefficient vector` — Вектор из коэффициентов потерь для табличной параметризации
[4, 2.3, 1.65, 1.35, 1.15, .9, .75, .65, .9, .65] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из коэффициентов потерь для фрагмента расширения изменения области. Задайте коэффициенты потерь в числах Рейнольдса в параметре Reynolds number vector. Блок использует число Рейнольдса и векторы коэффициентов потерь, чтобы создать 1D интерполяционную таблицу.

Документация

Sudden Area Change (TL)

Описание

Баланс массы

Баланс импульса

Энергетический баланс

Переменные

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

`A` — Раздел вставляется
тепловая жидкость

`B` — Раздел вставляется
тепловая жидкость

Параметры

`Local loss parameterization` — Метод вычисления потока потерь
`Semi-empirical` (значение по умолчанию) | `Tabulated data - loss coefficient vs. Reynolds number`

`Cross-sectional area at port A` — Вставьте область в A
0.02 `m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Cross-sectional area at port B` — Вставьте область в B
0.01 `m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Characteristic longitudinal length` — Разделите характеристическую длину
0.1 `m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Critical Reynolds number` — Переходное число Рейнольдса сопоставлено с самой маленькой областью в разделе
10 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Contraction correction factor` — Содействующий масштабный коэффициент потерь
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Expansion correction factor` — Содействующий масштабный коэффициент потерь
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Reynolds number vector` — Вектор из чисел Рейнольдса для табличной параметризации
[10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000] (значение по умолчанию) | вектор

`Contraction loss coefficient vector` — Вектор из коэффициентов потерь для табличной параметризации
[4, 2.7, 1.8, 1.46, 1.3, .9, .65, .42, .3, .2] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`Expansion loss coefficient vector` — Вектор из коэффициентов потерь для табличной параметризации
[4, 2.3, 1.65, 1.35, 1.15, .9, .75, .65, .9, .65] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Sudden Area Change (TL)

Описание

Баланс массы

Баланс импульса

Энергетический баланс

Переменные

Допущения и ограничения

Порты

Сохранение

A — Раздел вставляется тепловая жидкость

B — Раздел вставляется тепловая жидкость

Параметры

Local loss parameterization — Метод вычисления потока потерь Semi-empirical (значение по умолчанию) | Tabulated data - loss coefficient vs. Reynolds number

Cross-sectional area at port A — Вставьте область в A0.02 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Cross-sectional area at port B — Вставьте область в B0.01 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Characteristic longitudinal length — Разделите характеристическую длину0.1 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Critical Reynolds number — Переходное число Рейнольдса сопоставлено с самой маленькой областью в разделе10 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Contraction correction factor — Содействующий масштабный коэффициент потерь1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Expansion correction factor — Содействующий масштабный коэффициент потерь1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Reynolds number vector — Вектор из чисел Рейнольдса для табличной параметризации[10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000] (значение по умолчанию) | вектор

Contraction loss coefficient vector — Вектор из коэффициентов потерь для табличной параметризации[4, 2.7, 1.8, 1.46, 1.3, .9, .65, .42, .3, .2] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Expansion loss coefficient vector — Вектор из коэффициентов потерь для табличной параметризации[4, 2.3, 1.65, 1.35, 1.15, .9, .75, .65, .9, .65] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` — Раздел вставляется
тепловая жидкость

`B` — Раздел вставляется
тепловая жидкость

`Local loss parameterization` — Метод вычисления потока потерь
`Semi-empirical` (значение по умолчанию) | `Tabulated data - loss coefficient vs. Reynolds number`

`Cross-sectional area at port A` — Вставьте область в A
0.02 `m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Cross-sectional area at port B` — Вставьте область в B
0.01 `m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Characteristic longitudinal length` — Разделите характеристическую длину
0.1 `m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Critical Reynolds number` — Переходное число Рейнольдса сопоставлено с самой маленькой областью в разделе
10 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Contraction correction factor` — Содействующий масштабный коэффициент потерь
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Expansion correction factor` — Содействующий масштабный коэффициент потерь
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Reynolds number vector` — Вектор из чисел Рейнольдса для табличной параметризации
[10, 20, 30, 40, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000] (значение по умолчанию) | вектор

`Contraction loss coefficient vector` — Вектор из коэффициентов потерь для табличной параметризации
[4, 2.7, 1.8, 1.46, 1.3, .9, .65, .42, .3, .2] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`Expansion loss coefficient vector` — Вектор из коэффициентов потерь для табличной параметризации
[4, 2.3, 1.65, 1.35, 1.15, .9, .75, .65, .9, .65] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

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