Constant Area Hydraulic Orifice

Гидравлическое отверстие с постоянной площадью поперечного сечения

Библиотека

Гидравлические элементы

  • Constant Area Hydraulic Orifice block

Описание

Блок Constant Area Hydraulic Orifice моделирует отверстие постоянной области с острым краем. Скорость потока жидкости через отверстие пропорциональна перепаду давления через отверстие и определяется согласно следующим уравнениям:

q=CD⋅A2ρ⋅p(p2+pcr2)1/4

p=pA−pB

где

qСкорость потока жидкости
pПерепад давления
p A, p BАбсолютные давления в распределительных коробках
CDКоэффициент расхода потока
AОбласть прохода отверстия
ρПлотность жидкости
p crМинимальное давление турбулентного течения, когда переходы от ламинарного к турбулентному режиму блока

Минимальное давление турбулентного течения, p cr, вычисляется согласно определенному методу перехода из ламинарного режима течения:

  • По отношению давления — переход от ламинарного к турбулентному режиму течения определяется следующими уравнениями:

    p cr = (p в среднем + банкомат p) (1 – бегство B)

    p в среднем = (p + p B)/2

    где

    p в среднемСреднее давление между распределительными коробками
    Банкомат pАтмосферное давление, 101 325 Па
    Бегство BОтношение давления при переходе между ламинарными и турбулентными режимами (значение параметров Laminar flow pressure ratio)

  • По числу Рейнольдса — переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:

    pcr=ρ2(Recr⋅νCD⋅DH)2

    DH=4Aπ

    где

    D HГидравлический диаметр отверстия
    νЖидкая кинематическая вязкость
    Re crКритическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number)

Положительное направление блока на порте A относительно порта B. Это означает, что скорость потока жидкости положительна, если она течет от А к B, и перепад давления определяется как p=pA−pB.

Переменные

Чтобы установить приоритет и начальные целевые значения для переменных в блоках до симуляции, используйте вкладку Variables в диалоговом окне блока (или раздел Variables в блоке Property Inspector). Для получения дополнительной информации смотрите Приоритет Набора и Начальную Цель для Переменных в блоках.

Основные допущения и ограничения

  • Инерция жидкости не учитывается.

Параметры

Orifice area

Область прохода отверстия. Значением по умолчанию является 1e-4 м^2.

Flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр для емкостной характеристики отверстия. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно указывается в табличных данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.7.

Laminar transition specification

Выберите для блока режим перехода между ламинарным и турбулентным течениями:

  • Pressure ratio — Переход от ламинарного к турбулентному режиму является гладким и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.

  • Reynolds number — Переход от ламинарного к турбулентному режиму принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.

Laminar flow pressure ratio

Отношение давления, при котором происходит смена ламинарного на турбулентный режим течения. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.

Critical Reynolds number

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Можно найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках по гидравлике. Значением по умолчанию является 12, который соответствует круглому отверстию в тонком материале с резким краем. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Глобальные параметры

Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:

  • Fluid density

  • Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid (Simscape Fluids) или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.

Порты

Блок имеет следующие порты:

A

Гидравлический порт сопоставлен с входом отверстия.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходом отверстия.

Ссылки

[1] Meritt, H.E. Гидравлические системы управления. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1967.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Представленный в R2009b

Документация Simscape

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте