Отверстие (П)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок Отверстие (П) моделирует поток через локальное ограничение с постоянной или переменной площадью отверстия. Область проема параметризуется либо линейно, либо с помощью справочной таблицы.

Блок сохраняет массу так, что (1):

(1)#\[ \dot m_{A}\:+\:\dot m_{B}\:=\:\rho_A\:\cdot\:\nu_{A}\:\cdot\:A_{A}\:+\: \rho_B\:\cdot\:\nu_{B}\:\cdot\:A_{B}\:=\:0 \]

Этот баланс масс подразумевает, что скорость увеличивается при уменьшении площади и уменьшается, когда поток разряжается на большую площадь. В соответствии с принципом Бернулли это изменение скорости приводит к появлению области более низкого давления в отверстии и более высокого давления в зоне расширения. Результирующее увеличение давления, которое называется восстановлением давления , зависит от коэффициента потерь при восстановлении давления и соотношения площадей отверстия и порта.

Расчёт массового расхода

Блок вычисляет массовый расход как (2):

(2)#\[ \dot m=C_d \cdot S_r \cdot \sqrt {\frac{2 \cdot \gamma}{\gamma - 1}\cdot p_{in} \cdot \rho_{in} \cdot (\frac{p_{out}}{p_{in}})^{\frac {2}{\gamma}}\cdot(\frac{1-(\frac{p_{out}}{p_{in}})^{\frac {\gamma-1}{\gamma}}}{1-(\frac{S_R}{S})^2\cdot(\frac{p_{out}}{p_{in}})^{\frac {2}{\gamma}}})}\]

где:

\(C_d\) – коэффициент разряда;

\(S_r\) – площадь отверстия, [м\(^2\)];

S — площадь поперечного сечения портов A и B, [м\(^2\)];

\(\rho\) – плотность газа, [кг/м\(^3\)];

p - давление газа, [Па];

\(\gamma\) - показатель адиабаты.

Линеаризация уравнения при \(\frac{p_{out}}{p_{in}}\)>B\(_{lam}\) (3):

(3)#\[ \dot m=C_d \cdot S_r \cdot \sqrt {\frac{2 \cdot \gamma}{\gamma - 1}\cdot p_{avg}^{\frac {2 - \gamma}{\gamma}} \cdot \rho_{avg} \cdot B_{lam}^{\frac {2}{\gamma}}\cdot(\frac{1- B_{lam}^{\frac {\gamma - 1}{\gamma}}}{1-(\frac{S_r}{S})^2\cdot B_{lam}^{\frac {2}{\gamma}}}})\cdot (\frac {p_{in}^{\frac {\gamma - 1}{\gamma}}-p_{out}^{\frac {\gamma - 1}{\gamma}}}{1-B_{lam}^{\frac {\gamma - 1}{\gamma}}})\]

Когда отношение давления меньше соотношения \(\frac{p_{out}}{p_{in}}\) < \((\frac{2}{\gamma +1})^\frac {\gamma}{\gamma-1}\) уравнением принимается (4):

(4)#\[ \dot m=C_d \cdot S_r \cdot \sqrt {\frac{2 \cdot \gamma}{\gamma + 1}\cdot p_{in} \cdot \rho_{in} \cdot (\frac{1}{(\frac{\gamma +1}{2})^{\frac{2}{\gamma -1}}-(\frac{S_r}{S})^2}})\]

Закон сохранения энергии (5):

(5)#\[ {\phi}_{A}+{\phi}_{B}=0 \]

где:

\(\phi_А\) - поток энергии на входе, [Вт];

\(\phi_В\) - поток энергии на выходе, [Вт].

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Тип отверстия: Переменный; Постоянный	Переменный	-	-
Площадь сечения потока вне отверстия	0.001	-	м\(^2\)
Площадь сечения отверстия	1.0E-4	-	м\(^2\)
Вектор площади сечения отверстия	{1.0E-9; 2.0352E-7; 4.0736E-5; 1.1438E-4; 3.4356E-4;}	-	м\(^2\)
Коэффициент потерь при восстановлении давления	0.64	-	-
Отношение давлений перехода между ламинарным и турбулентным режимом течения	0.999	-	-

2. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Степень открытия, доступен когда `Тип отверстия` - `Переменный`	Вход	-	-	Автоматика
Вход	Вход	-	-	Пневматика
Выход	Выход	-	-	Пневматика

Для того, чтобы посмотреть возможности подключения блока необходимо перейти на страницу Описание портов блоков

3. Примеры использования#

С примерами использования данного блока можно ознакомиться в следующих разделах:

Уроки;
Практическое руководство;
Описание Демо-проектов.

Уроки

Библиотека	Название урока
`Пневматика`	Истечение газа в баллон через трубку с сужением

Практическое руководство

Раздел	Название руководства
Аппроксимация методами машинного обучения	Аппроксимационная модель течения газа через штуцер
Решение оптимизационных задач	Максимизация дебита газа в системе сбора куста газовых скважин