Насос с полиномными характеристиками


`в палитре`	`на схеме`

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.

Характеристика насоса представляет собой набор из трех 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 трем 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 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 непосредственно в свойствах блока или рассчитана в ином месте, например, в скрипте или схеме автоматики.

Совместимые блоки

Соединение блока «Насос с полиномными характеристиками» с помощью механических связей возможно со следующими блоками:

Ротор.

Является дочерним для блоков:

Математическая модель

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

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 мощность на валу:

где N – мощность на валу [Вт].

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

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

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

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

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

Входные порты

Блок не имеет входных портов.

Выходные порты

Имя	Описание	Тип линии связи
MPORT	Механический порт для подключения совместимых блоков	Механическая

Свойства

Название	Имя	Описание	По умолчанию	Тип данных
Номер элемента	Element	Номер элемента канала, которому принадлежит насос. Насос оказывает влияние на гидравлическую связь между элементом канала с указанным номером и предыдущим элементом	1	Целое
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	Нет	Двоичное
Номинальная частота вращения, Гц	wn	Номинальная частота вращения насоса	12.333333	Вещественное
Частота вращения (относительная)	w	Текущая относительная частота вращения насоса (используется при условии отсутствия подключения к ротору)	0	Вещественное
Номинальный расход	Qnom	Номинальный расход теплоносителя через насос	1000	Вещественное
Максимальный расход	Qmax	Максимальный расход теплоносителя через насос	2000	Вещественное
Напор при Q=0	H0	Напор насоса при нулевом расходе	155	Вещественное
Напор при Q=Qnom	H1	Напор насоса при номинальном расходе	140	Вещественное
Напор при Q=Qmax	H2	Напор насоса при максимальном расходе	0	Вещественное
Размерность напора	PressureDimension	Размерность подставляемой в свойства блока величины напора: «м»; «бар»; «МПа»; «кгс/см²»; «атм»; «м вод.ст.»; «мм вод.ст.»; «мм рт.ст.».	м	Перечисление
Размерность расхода	FlowRateDimension	Размерность подставляемой в свойства блока величины расхода: «кг/с»; «т/ч»; «кг/ч»; «г/с»; «м³/с»; «м³/ч»; «л/мин».	м³/ч	Перечисление
Учет тепловых потерь	isHeat	Свойство дает возможность учесть КПД насоса	Нет	Двоичное
Обратное местное сопротивление	KsiInv	Местное сопротивление, создаваемое насосом, при обратном токе теплоносителя	0	Вещественное
КПД при Q=0	kpd0	КПД насоса при нулевом расходе (используется при условии учета тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору)	0	Вещественное
КПД при Q=Qnom	kpd1	КПД насоса при номинальном расходе (используется при условии учета тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору)	0.7	Вещественное
КПД при Q=Qmax	kpd2	КПД насоса при максимальном расходе (используется при условии учета тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору)	0.75	Вещественное
Мощность при Q=0, Вт	N0	Мощность насоса при нулевом расходе (используется при условии учета тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору)	380000	Вещественное
Мощность при Q=Qnom, Вт	N1	Мощность насоса при номинальном расходе (используется при условии учета тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору)	545000	Вещественное
Мощность при Q=Qmax, Вт	N2	Мощность насоса при максимальном расходе (используется при условии учета тепловых потерь либо при подключении насоса к ротору)	600000	Вещественное
Связь с базой данных		Настройка связи блока с базой данных
Связать с БД автоматически	connect_to_db	Используется для автоматической стыковки объекта с базой данных. На каждом шаге расчета текущая относительная частота вращения насоса берется из заданной ячейки базы данных	Нет	Двоичное
Имя группы сигналов в БД	group_name	Имя группы в базе данных, с которой происходит стыковка	PolyPump_0	Строка
Имя сигнала в БД (относительная частота вращения)	signal_name	Имя сигнала в базе данных, с которым происходит стыковка	xq01	Строка
Оформление		Настройка отображения блока на схеме
Цвет во включенном состоянии	clr_on	Цвет графического примитива при относительной частоте вращения насоса, большей 0.9	255	Цвет
Цвет в отключенном состоянии	clr_off	Цвет графического примитива при относительной частоте вращения насоса, равной или меньшей 0.9	65280	Цвет
Полином для напора	PolyH	Коэффициенты полинома напорной характеристики насоса (определяются автоматически)	[155 , 0.016333333 , -3.1333333E-5]	Массив
Полином для мощности, Вт	PolyN	Коэффициенты полинома мощностной характеристики насоса (определяются автоматически)	[0]	Массив
Полином для КПД	PolyKPD	Коэффициенты полинома характеристики КПД насоса (определяются автоматически)	[1]	Массив

Параметры

Название	Имя	Описание	Тип данных
Напор насоса, Па	_pnas	Текущее значение напора, создаваемого насосом	Вещественное
Объемный расход, м³/с	_qnas	Объемный расход рабочей через насос	Вещественное
Массовый расход, кг/с	_gnas	Массовый расход рабочей среды в гидравлической связи между элементом канала, на котором установлен насос, и предыдущим элементом (возможно, входным узлом канала)	Вещественное
Частота вращения относительная	_w_otn	Относительная частота вращения насоса	Вещественное
Частота вращения абсолютная, Гц	_w_abs	Абсолютная частота вращения насоса	Вещественное
Мощность на валу, Вт	_power	Текущее значение мощности на валу насоса	Вещественное
Момент на валу, Н⋅м	_moment	Текущее значение момента на валу насоса	Вещественное
КПД	_kpd	Текущее значение КПД насоса	Вещественное

Примеры

Примеры использования блока:

Насос с полиномной характеристикой