HS – Насос с полиномными характеристиками

Описание

Блок реализует модель насоса, создающего напор в соответствии с расходно-напорной характеристикой, заданной в виде полинома второй степени. Предназначен для создания расхода в гидравлическом контуре. Является дочерним для блоков HS – Канал, HS – Труба и HS – Кольцевой зазор.

Характеристика насоса представляет собой набор из трёх полиномов второй степени:

зависимость напора от расхода при номинальной частоте вращения вала насоса;
зависимость КПД [-] от расхода при номинальной частоте вращения вала насоса;
зависимость мощности на валу [Вт] от расхода при номинальной частоте вращения вала насоса.

Коэффициенты полиномов вычисляются по трём характерным точкам при номинальой частоте вращения:

Q=0 (нулевой расход);
Q=Q_nom (номинальный расход);
Q=Q_max (максимальный расход).

Полиномы для КПД и мощности на валу вычисляются и используются при задании свойства Учет тепловых потерь либо при механическом подключении блока к ротору. В противном случает КПД насоса считается равным 1.

При помощи блока HS – Ротор возможно организовать механическую связь вала насоса с валом, например, электродвигателя или турбины. В таком случае частота вращения вала является величиной, рассчитываемой в блоке ротора. В противоположном случае, когда насос механически не соединен с ротором, частота вращения насоса определяется свойством Частота вращения (относительная), то есть может быть задана константой непосредственно в свойствах блока или рассчитана в ином месте, например, в скрипте или схеме автоматики.

Порты наверх ↑

MPORT - механический порт для подключения совместимых блоков (ротора).

Свойства наверх ↑

Название	Имя	Описание
Номер элемента	Element	Номер элемента канала, которому принадлежит насос. Насос оказывает влияние на гидравлическую связь между элементом канала с указанным номером и следующим за ним элементом.
Наличие механического порта	MPort	Механический порт необходим для подключения насоса к ротору. В случае такого подключения частота вращения насоса будет вычисляться в блоке ротора и передаваться в насос.
Номинальная частота вращения, Гц	wn	Номинальная частота вращения насоса.
Частота вращения (относительная)	w	Текущая относительная частота вращения насоса (используется при условии отсутствия подключения к ротору).
Номинальный расход	Qnom
Максимальный расход	Qmax
Напор при Q=0	H0	Напор насоса при нулевом расходе.
Напор при Q=Qnom	H1	Напор насоса при номинальном расходе.
Напор при Q=Qmax	H2	Напор насоса при максимальном расходе.
Размерность напора	PressureDimension
Размерность расхода	FlowRateDimension
Размерность частоты вращения	OmegaDimension
Учет тепловых потерь	isHeat	Свойство даёт возможность учесть КПД насоса.
КПД при Q=0	kpd0	КПД насоса при нулевом расходе (используется при условии учёта тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору).
КПД при Q=Qnom	kpd1	КПД насоса при номинальном расходе (используется при условии учёта тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору).
КПД при Q=Qmax	kpd2	КПД насоса при максимальном расходе (используется при условии учёта тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору).
Мощность при Q=0, Вт	N0	Мощность насоса при нулевом расходе (используется при условии учёта тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору).
Мощность при Q=Qnom, Вт	N1	Мощность насоса при номинальном расходе (используется при условии учёта тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору).
Мощность при Q=Qmax, Вт	N2	Мощность насоса при максимальном расходе (используется при условии учёта тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору).
Связать с БД?	connect_to_db	Используется при стыковке объекта с базой данных.
Имя категории в БД	cat_name	Имя категории в базе данных, с которой происходит стыковка (определяется автоматически)
Название в две строки	_NumRows	Влияет только на внешний вид блока - разбивает подпись на две строки.
Полином для напора	PolyH	Коэффициенты полинома напорной характеристики насоса (определяются автоматически).
Полином для мощности, Вт	PolyN	Коэффициенты полинома мощностной характеристики насоса (определяются автоматически).
Полином для КПД	PolyKPD	Коэффициенты полинома характеристики КПД насоса (определяются автоматически).

Параметры наверх ↑

Название	Имя	Описание
Напор, Па	_pnas	Напор, развиваемый насосом (вычисляется по заданному коэффициентами полиному и текущей частоте вращения) и передаваемый в канал.
Объемный расход, м³/с	_qnas	Объемный расход рабочей среды в гидравлической связи между элементом канала, на котором стоит насос, и следующим за ним элементом (возможно, выходным узлом канала).
Массовый расход, кг/с	_gnas	Массовый расход рабочей среды в гидравлической связи между элементом канала, на котором стоит насос, и следующим за ним элементом (возможно, выходным узлом канала).
Частота вращения относительная	_w_otn	Текущая относительная частота вращения насоса. Если насос подключен к ротору, то это также частота вращения ротора.
Частота вращения абсолютная, Гц	_w_abs	Текущая абсолютная частота вращения насоса.
Мощность на валу, Вт	_power	Мощность на валу насоса.
Момент на валу, Н⋅м	_moment	Момент на валу насоса.
КПД	_kpd	Текущий КПД насоса.

Совместимые блоки наверх ↑

При помощи механической связи блок может соединяться с блоком HS – Ротор.

Является дочерним для блоков HS – Канал, HS – Труба и HS – Кольцевой зазор.

Математическая модель наверх ↑

Установка блока на канал или трубу обеспечивает вычисляемую по заданной полиномом второй степени характеристике добавку давления к границе указанного в свойствах элемента гидравлического канала/трубы, с учётом частоты вращения насоса:

H = H_ном ⋅ w_отн²,

( 1 )

где H_ном - значение напора при номинальной частоте вращения [Па];

w_отн – текущая относительная частота вращения вала насоса;

H – значение напора при текущей частоте вращения [Па].

Добавка тепловой мощности к указанному элементу гидравлического канала/трубы вычисляется через КПД (η) насоса:

ΔQ = N ⋅ (1 - η),

( 2 )

где N – мощность на валу [Вт].

Вышеуказанные добавки давления и тепловой мощности передаются расчётному ядру для подстановки в уравнения сохранения импульса и энергиии соответственно.

В случае подключения насоса к ротору текущее значение мощности (момента) на валу передаётся в блок ротора, где решается уравнение моментов, с целью определения текущей частоты вращения.

Мощность на валу с учётом частоты вращения определяется из следующего соотношения:

N = N_ном ⋅ w_отн³,

( 3 )

где N_ном - значение мощности на валу при номинальной частоте вращения [Вт];

N – значение мощности на валу при текущей частоте вращения [Вт].

		Порты, Свойства, Параметры, Совместимые блоки, Математическая модель, Сопутствующие материалы
палитра	схема