 |
 |
|
| в палитре | на схеме |
Блок моделирует течение жидкости через канал с постоянной площадью проходного сечения. Сжимаемость и инерция жидкости, а также тепловые процессы не учитываются.
Канал соединяет две полости (это могут быть как отвлеченные полости, так и полости гидромашин и гидроустройств). Полость, из которой происходит истечение, считается полостью-источником. Полость, в которую поступает рабочая среда из канала, считается полостью-приёмником.
Свойства
| Наименование свойства | Единицы | Обозначение |
| Коэффициент согласования реального и теоретического расходов | – | mu_kan |
| Гидравлический диаметр канала | м | d_kan |
| Площадь проходного сечения канала | м2 | F_kan |
| Коэффициент формы проходного сечения канала | – | A_f |
| Длина канала | м | L_kan |
| Шероховатость поверхности, ограничивающей канал | м | delta_kan |
| Максимальное число Рейнольдса, при котором сохраняется ламинарный режим течения | – | Re_lam |
| Минимальное число Рейнольдса, при котором сохраняется турбулентный режим течения | – | Re_turb |
| Геометрический уровень сечения канала на входе «A» | м | z_A |
| Геометрический уровень сечения канала на входе «B» | м | z_B |
| Параметр, определяющий значение коэффициента местных сопротивлений при ламинарном режиме течения | – | A_mestn |
| Сумма коэффициентов местных сопротивлений при турбулентном режиме течения | – | zeta_mestn_t |
| Ускорение свободного падения | м/с2 | g_sv |
| Рабочая среда | – | liquid_type |
Свойство «Коэффициент согласования реального и теоретического расходов» может быть использовано для повышения точности модели при наличии экспериментальных данных по проливке канала. В других случаях рекомендуется задавать значение данного свойства равным единице.
| Форма проходного сечения канала |
Гидравлический диаметр d_kan |
Коэффициент формы A_f |
| Круг диаметром d | d | 64 |
| Квадрат со стороной a | a | 57 |
| Равносторонний треугольник со стороной a | 0,58·a | 53 |
| Кольцевой просвет шириной a | 2∙a | 96 |
| Прямоугольник со сторонами a и b: | ||
| a/b ≈ 0 | 2·a | 96 |
| a/b = 0,25 | 1,6·a | 73 |
| a/b = 0,5 | 1,3·a | 62 |
| Местное сопротивление |
Параметр A_mestn |
Параметр zeta_mestn_t |
| Выход из трубы в бак | 30 | 1 |
| Вход из бака в трубу | 30 | 0,5 |
| Тройник | 150 | 0,3 |
| Угольник 900 | 400 | 1,4 |
| Угольник 1350 | 600 | 0,4 |
| Колено 900 | 130 | 0,2 |
| Задвижка: | ||
| полностью открытая | 75 | 0,15 |
| n = 0,75 | 350 | 0,2 |
| n = 0,50 | 1300 | 2 |
| n = 0,25 | 3000 | 20 |
| Диафрагма: | ||
| n = 0,64 | 70 | 1 |
| n = 0,40 | 120 | 7 |
| n = 0,16 | 500 | 70 |
| n = 0,05 | 3200 | 800 |
Параметры
| Наименование параметра | Единицы | Обозначение |
|---|---|---|
| Массовый расход рабочей среды через канал | кг/с | _G |
| Объемный расход рабочей среды | л/мин | _Q |
| Абсолютное давление рабочей среды на входе «A» канала | МПа | _p_A |
| Абсолютное давление рабочей среды на входе «B» канала | МПа | _p_B |
| Средняя плотность жидкости в канале | кг/м3 | _ro_sredn |
| Средний коэффициент кинематической вязкости | мм2/с | _nju_sredn |
| Число Рейнольдса | – | _Re |
Первоначально считается, что на порт «A» блока поступает сигнал от полости-источника. Возможная смена направления течения учитывается в блоке автоматически.
Для возможности визуальной фиксации смены направления течения рабочей среды, массовый и объемный расходы, выдаваемые как параметры блока, будут иметь отрицательные значения в случае, если истечение происходит из полости, которая изначально принята полостью-приёмником (т.е. в направлении B-A).
Входные/выходные порты и связь с другими блоками библиотеки
Блок имеет два входных порта «A» и «B» типа «ГПС гидравлическая связь», предназначенных для соединения с блоками библиотеки «ГПС», моделирующими полости и гидроцилиндры.
Рисунок: Примеры соединения блока с другими блоками библиотеки «ГПС»
Математическая модель
Математическая модель блока состоит из следующих
уравнений:
где
GA - массовый расход рабочей среды через канал, как сигнал, выдаваемый на порт «A» блока;
Gkan - массовый расход рабочей среды через канал в направлении A-B;
Δppoln - перепад полного давления рабочей среды в канале;
GB - массовый расход рабочей среды через канал, как сигнал, выдаваемый на порт «B» блока;
μkan - коэффициент согласования реального и теоретического расходов;
λkan - коэффициент гидравлического трения (коэффициент Дарси) канала;
Lkan - длина канала;
dkan - гидравлический диаметр канала;
ζmestn - сумма коэффициентов местных сопротивлений в канале;
Fkan - площадь проходного сечения канала;
ρsredn - средняя по длине канала плотность рабочей среды;
sign - сигнум-функция, определяющая знак перепада полного давления рабочей среды в канале;
pA - абсолютное давление рабочей среды на входе «A» канала;
pB - абсолютное давление рабочей среды на входе «B» канала;
ZA - геометрический уровень сечения канала на входе «A»;
ZB - геометрический уровень сечения канала на входе «B»;
gsv - ускорение свободного падения;
f1 - функция, определяющая зависимость плотности рабочей среды от ее абсолютного давления и температуры;
TA - температура рабочей среды на входе «A» канала;
TB - температура рабочей среды на входе «B» канала;
λlam - коэффициент гидравлического трения для ламинарного режима течения;
λper - коэффициент гидравлического трения для переходного режима течения;
λturb - коэффициент гидравлического трения для турбулентного режима течения;
Rekan - число Рейнольдса для потока в канале;
Relam - максимальное число Рейнольдса, при котором сохраняется ламинарный режим течения в канале;
Returb - минимальное число Рейнольдса, при котором сохраняется турбулентный режим течения в канале;
Af - коэффициент формы проходного сечения канала (Таблица 1);
Δkan - шероховатость поверхности, ограничивающей канал;
Amestn - параметр, определяющий значение коэффициента местных сопротивлений при ламинарном режиме течения;
ζmestnturb - сумма коэффициентов местных сопротивлений в канале при турбулентном режиме течения;
νsredn - средний по длине канала коэффициент кинематической вязкости рабочей среды;
f2 - функция, определяющая зависимость коэффициента кинематической вязкости рабочей среды от ее абсолютного давления и температуры.
Зависимость (*) для расчета коэффициента гидравлического трения (коэффициента Дарси) при турбулентном режиме течения заимствована из работы [2, стр. 232].
Литература
- Альтшуль А.Д. Примеры расчетов по гидравлике: учебное пособие для вузов / А.Д. Альтшуль, В.И. Калицун, Ф.Г. Майрановский, П.П. Пальгунов; под ред. А.Д. Альтшуля. – Москва: Стройиздат, 1977. – 255 с.
- Френкель Н.З. Гидравлика / Н.З. Френкель. – М.-Л.: Госэнергоиздат, 1956. – 456 с.
