Centrifugal Pump (IL)

Центробежный насос в изотермической жидкой сети

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Pumps & Motors

  • Centrifugal Pump (IL) block

Описание

Блок Centrifugal Pump (IL) представляет центробежный насос, который передает энергию от вала до жидкости в изотермической жидкой сети. Перепад давления и механический крутящий момент являются функциями крышки насоса и приводной мощности, которые зависят от мощности насоса. Можно параметрировать насос аналитически или линейной интерполяцией табличных данных. Законы подобия насоса задают базовую физику блока, которые масштабируют эффективность насоса к отношению тока к ссылочным значениям скорости вращения насоса и диаметра рабочего колеса.

По умолчанию поток и перепад давления от порта A до порта B. Порт C представляет преобразование регистра насоса, и порт R представляет вал насоса. Можно задать нормальное операционное направление вала в параметре Mechanical orientation. Если вал начинает вращаться в противоположном направлении, перепад давлений через блок опускается до нуля.

Конфигурация порта

Рисунок показывает местоположение портов блока на типичном центробежном насосе.

Параметризация Analytical: способность, голова и приводная мощность

Когда вы устанавливаете, Pump parameterization к Capacity, head, and brake power at reference shaft speed, блок вычисляет перепад давления по насосу в зависимости от законов подобия насоса и ссылочного перепада давления:

pBpA=ΔHrefρg(ωωref)2(DDref)2,

где:

  • g является гравитационным ускорением.

  • ΔH является ссылочной крышкой насоса, которую блок выводит из квадратичного припадка перепада давления насоса между значениями Maximum head at zero capacity, Nominal head и параметров Maximum capacity at zero head.

  • ω является угловой скоростью вала, ω Rω C.

  • ω касательно является значением параметра Reference shaft speed.

  • DDref значение параметра Impeller diameter scale factor. Этот блок не отражает изменения в КПД насоса, должном накачать размер.

  • ρ является сетевой плотностью жидкости.

Крутящий момент вала:

τ=Wbrake,refω2ωref3(DDref)5.

Базовая мощность сопротивления, тормоз W, касательно, вычисляется как способность · голова/КПД. Кривая КПД насоса квадратична со своим пиком, соответствующим параметру Nominal brake power, и это падает на нуль, когда способность является нулем или максимумом, как демонстрирует фигура кривой насоса.

Блок вычисляет ссылочную способность как:

qref=m˙ρωrefω(DrefD)3.

Можно принять решение быть предупрежденными, когда скорость потока жидкости блока становится отрицательной или превышает максимальную мощность насоса установкой Check if operating beyond normal pump operation к On.

1D параметризация табличных данных: напор и тормозная мощность в зависимости от способности

Когда вы устанавливаете Pump parameterization на 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed, перепад давления по насосу функционирует параметром Reference head vector, ΔH касательно, который является функцией ссылочной способности, qref:

Δp=ρgΔHref(qref)(ωωref)2(DDref)2,

где g является гравитационным ускорением.

Блок основывает крутящий момент вала на параметре Reference brake power vector, W касательно, который является функцией ссылочной способности:

τ=Wref(qref)ω2ωref3(ρρref)(DDref)5,

где ρref является параметром Reference density. Ссылочная способность:

qref=m˙ρ(ωrefω)(DrefD)3,

который использование блока интерполировать значения Reference capacity vector, Reference head vector и параметров Reference brake power vector в зависимости от qref.

Когда симуляция находится вне нормальных условий работы насоса, блок экстраполирует крышку насоса линейно и приводную мощность к самой близкой точке.

2D параметризация табличных данных: напор и тормозная мощность в зависимости от скорости способности и вала

Когда вы устанавливаете Pump parameterization на 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed, перепад давления по насосу является функцией параметра Head table, H(q,w), ΔHref, который является функцией ссылочной способности, qref, и скорости вала, ω:

Δp=ρgΔHref(qref,ω)(DDref)2.

Крутящий момент вала является функцией параметра Brake power table, Wb(q,w), Wref, который является функцией ссылочной способности, qref, и скорости вала, ω:

τ=Wref(qref,ω)ω(ρρref)(DDref)5.

Ссылочная способность:

qref=m˙ρ(DrefD)3.

Когда симуляция находится вне нормальных условий работы насоса, блок экстраполирует крышку насоса линейно и приводную мощность к самой близкой точке.

Визуализация кривой насоса

Можно проверять параметрированную эффективность насоса путем графического вывода головы, степени, КПД, и закрутить в зависимости от потока. Чтобы сгенерировать график текущих настроек насоса, щелкните правой кнопкой по блоку и выберите Fluids> Plot Pump Characteristics. Если вы изменяете настройки или данные, нажмите Apply на параметрах блоков и нажмите Reload Data на фигуре кривой насоса.

Параметризация блока по умолчанию приводит к этим графикам:

Plot of pump characteristic curves

Предопределенная параметризация

Можно смоделировать определенный компонент поставщика путем предварительной параметризации блока Centrifugal Pump (IL) с данными производителя.

Загружать предопределенную параметризацию:

  1. Дважды кликните блок. Кликните по гиперссылке Select a predefined parameterization в диалоговом описании блока Centrifugal Pump (IL).

  2. Выберите часть из Select manufacturer и Select part выпадающие меню, затем нажмите Update block with selected part.

  3. Можно сравнить текущие настройки с определенным компонентом путем нажатия на Compare block settings with selected part. Различия между текущими настройками и предопределенной параметризацией отображаются в командном окне MATLAB.

Допущения и ограничения

  • Обратное течение или перепад давления по насосу не являются нормальным функционированием, и результаты симуляции в этих ситуациях не могут быть точными.

  • Блок не составляет динамическое давление в насосе. Блок только рассматривает крышку насоса из-за статического давления.

  • Предопределенная параметризация использует доступные данные, и блок заполняет недостающие данные в случае необходимости. Подтвердите свою модель против ожидаемых результатов.

Порты

Сохранение

развернуть все

Изотермический жидкий порт сохранения сопоставлен с жидким входом.

Тепловой жидкий порт сохранения сопоставлен с жидким выходом.

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен с валом.

Порт сохранения вращательного механического устройства сопоставлен со случаем.

Параметры

развернуть все

Параметризация крышки насоса и приводной мощности.

  • Capacity, head, and brake power at reference shaft speed: Параметрируйте перепад давления насоса и крутящий момент вала с аналитической формулой.

  • 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed: Параметрируйте напор и тормозную мощность от табличных данных напора и тормозной мощности на данной способности.

  • 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed: Параметрируйте напор и тормозную мощность от табличных данных напора и тормозной мощности на данной способности и скорости вала.

Номинальный объемный расход насоса для ссылочной угловой скорости вала.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

Номинальный перепад давления насоса, нормированный на силу тяжести и плотность жидкости, для ссылочной угловой скорости вала.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

Номинальная механическая степень вала при ссылочной скорости вращения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

Максимальная крышка насоса без потока при ссылочной скорости вращения. Этот параметр определяет ссылочный перепад давления по насосу, который это использует, чтобы соответствовать квадратному уравнению при давлении в дополнение к Nominal capacity, Nominal head и параметрам Maximum capacity at zero head.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

Максимальная жидкая загрузка с нулевой головой при ссылочной скорости вращения. Этот параметр определяет ссылочный перепад давления по насосу, который это использует, чтобы соответствовать квадратному уравнению при давлении в дополнение к Nominal capacity, Nominal head и параметрам Maximum head at zero capacity.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

Reference angular velocity для вычислений закона подобия. Значение по умолчанию зависит от установки Pump parameterization.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на также:

  • Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

  • 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed.

Неотрицательный вектор из объемных расходов для табличной параметризации крышки насоса или приводной мощности. Элементы в этом векторе соответствуют непосредственные элементам в параметрах Reference brake power vector и Reference head vector.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed.

Неотрицательный вектор из значений крышки насоса для 1D табличной параметризации крышки насоса и приводной мощности. Этот параметр соответствует непосредственный параметру Reference capacity vector

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed.

Неотрицательный вектор из значений приводной мощности насоса для 1D табличной параметризации крышки насоса и приводной мощности. Этот параметр соответствует непосредственный параметру Reference capacity vector

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed.

Вектор из объемных расходов для табличной параметризации крышки насоса. Этот вектор формирует независимую ось параметром Shaft speed vector, w для 2D Head table, H (q,w) и параметрами Brake power table, Wb(q,w). Векторные элементы должны быть перечислены в порядке возрастания и должны быть больше или быть равны 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed.

Вектор из значений угловой скорости вала для табличной параметризации крышки насоса. Этот вектор формирует независимую ось параметром Capacity vector, q для 2D Head table, H (q,w) и параметрами Brake power table, Wb(q,w). Векторные элементы должны быть перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed.

M-by-N матрица значений крышки насоса в заданном объемном расходе и скорости вращения. Все табличные элементы должны быть больше или быть равны 0. Блок использует линейную интерполяцию между табличными элементами. M и N являются размерами соответствующих векторов:

  • M является числом элементов в параметре Capacity vector, q.

  • N является числом элементов в параметре Shaft speed vector, w. Все строки должны быть в строго порядке по возрастанию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed.

M-by-N матрица значений приводной мощности насоса в заданном объемном расходе и скорости вращения. Все значения должны быть больше 0. Линейная интерполяция используется между табличными элементами. M и N являются размерами соответствующих векторов:

  • M является количеством векторных элементов в параметре Capacity vector, q.

  • N является количеством векторных элементов в параметре Shaft speed vector, w. Все строки должны быть в строго порядке по возрастанию.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed.

Плотность жидкости задана эффективностью таблицы ссылок или таблицы данных. Этот параметр масштабирует эффективность насоса между различными жидкостями.

Отношение диаметра модели к ссылочному диаметру для вычислений закона подобия. Измените это значение, если существует различие между вашей ссылкой и системными диаметрами рабочего колеса, такой, тестируя масштабирование насоса. Для системных насосов, меньшего размера, чем ссылочный насос, используйте значение меньше чем один. Для системных насосов, более крупных, чем ссылочный насос, используйте терку значения, чем одна. Блок не отражает изменения в КПД насоса, должном накачать размер.

Вал вращательное направление для течет из порта A к B.

Опция, чтобы уведомить, если блок действует за пределами нормального контура насоса. Это происходит, когда скорость потока жидкости через насос отрицательна или вне максимальной мощности насоса.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pump parameterization на Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

Введенный в R2020a