Гидравлическое отверстие (ТГ)

Внешний вид блока в REPEAT VISION

 Блок Гидравлическое отверстие (ТГ) моделирует поток через локальное ограничение с постоянной площадью отверстия. Область проема параметризуется либо линейно, либо с помощью справочной таблицы.

 Блок сохраняет массу так, что (1):

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

 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)\[ \dot m\:=\:\frac{C_{d}\:\cdot A_{orifice}\:\cdot \:\sqrt{2\:\cdot \:\bar\rho}}{\sqrt{PR_{loss}\:\cdot \:(1-(\frac{A_{orifice}}{A_{port}})^2)}}\:\cdot \:\sqrt{p_{A}-p_{B}}\:\approx\:\frac{C_{d}\cdot A_{orifice}\cdot \:\sqrt{2\cdot \:\rho}}{\sqrt{PR_{loss}\cdot (1-(\frac{A_{orifice}}{A_{port}})^2)}}\cdot \:\frac{p_{A}-p_{B}}{[(p_{A}-p_{B})^2+\:\Delta p_{crit}]^{1/4}} \]

где:

 \(C_d\) – коэффициент разряда;

 \(A_{orifice}\) – площадь отверстия, [м\(^2\)];

 \(A_{port}\) — площадь поперечного сечения портов A и B, [м\(^2\)];

 \(\barρ\) – средняя плотность жидкости, [кг/м\(^3\)].

Потеря давления

 Потеря давления описывает снижение давления в клапане из-за уменьшения площади. Потеря давления, PRloss , рассчитывается как (3):

(3)\[ PR_{loss}\:=\:\frac{\sqrt{1-(\frac{A_{orifice}}{A_{port}})^2\cdot (1-C_{d}^2)}-C_{d}\cdot \:\frac{A_{orifice}}{A_{port}}}{\sqrt{1-(\frac{A_{orifice}}{A_{port}})^2\cdot (1-C_{d}^2)}+C_{d}\cdot \:\frac{A_{orifice}}{A_{port}}} \]

Критическое давление

 Критический перепад давления, \(Δp_{crit}\) , представляет собой перепад давления, связанный с критическим числом Рейнольдса, Re\(_{crit}\), которое является точкой перехода между ламинарным и турбулентным потоком в жидкости (4):

(4)\[ \Delta p_{crit}\:=\:\frac{\Pi\:\cdot \:\bar\rho}{8\cdot A_{orifice}}\cdot \:(\frac{\nu\:\cdot Re_{crit}}{C_{d}})^2 \]

Закон сохранения энергии(5):

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

1.  Порядок использования переменного значения площади отверстия в блоке

 Блок Гидравлическое отверстие (ТГ) позволяет использовать переменное значение площади отверстия.

 Изменение площади отверстия регулируется сигналом автоматики (на данной схеме от блока №14) в диапазоне [от 0 до 1]. При значении 0 площадь равна первому значению в векторе площади сечения отверстия, а при 1 – последнему. В промежуточных значениях площадь интерполируется в соответствии с кусочной функцией, заданной вектором .

Пример схемы с гидравлическим отверстием с регулируемой площадью

Пример списка значений площадей отверстия

2.  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, доступно при выборе Тип отверстия - Постоянный	1.0E-4	-	м\(^2\)
Вектор площади сечения отверстия, доступно при выборе Тип отверстия - Переменный	{1.0E-9; 2.0352E-7; 4.0736E-5; 1.1438E-4; 3.4356E-4;}	-	-
Коэффициент потерь при восстановлении давления	0.64	-	-
Критическое число Рейнольдса	150.0	-	-

3.  Входы и выходы

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Смещение штока	Вход	Доступен, когда Тип отверстия - Переменный	м	Автоматика
Вход	Вход	-	-	Теплогидравлика
Выход	Выход	-	-	Теплогидравлика

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

См. также

С примером использования данного блока можно ознакомиться в уроке библиотеки Теплогидравлика:

• Построение напорной характеристики насоса