Гидравлическое сопротивление (ИГ)#

block — Внешний вид блока в REPEAT VISION#

Блок Гидравлическое сопротивление (ИГ) моделирует потерю давления из-за заданных пользователем сопротивлений труб в изотермической жидкостной системе.

Вы можете указать разные коэффициенты потерь для прямого и обратного потоков через сегмент трубы.

Коэффициент потерь параметризуется либо постоянной зависимостью, основанной на давлении в трубе, либо табличными данными, предоставленными пользователем, в виде зависимости коэффициентов потерь от числа Рейнольдса.

1. Коэффициент потерь

а) Постоянный коэффициент потерь

Сегменты с коэффициентами потерь, которые остаются постоянными в диапазоне скоростей потока, рассчитываются как (1) :

(1)#\[ k_{loss}\:=\:k_{loss,BA}+\frac{k_{loss,AB}\:-\:k_{loss,BA}}{2}\:\cdot \:\tanh{(\frac{3\:\cdot \:\Delta p}{\Delta p_{crit}}+1)} \]

где:

\(k_{loss,AB} и k_{loss,BA}\) — параметры коэффициента потерь в прямом потоке (от A к B) и коэффициента потерь в обратном потоке (от B к A) соответственно.

\(Δp\) – разница давлений \(p_A\) – \(p_B\), [Па].

Критический перепад давления, \(Δp_{crit}\) , представляет собой перепад давления, связанный с критическим числом Рейнольдса, \(Re_{crit}\) , которое является точкой перехода режима течения между ламинарным и турбулентным потоком (2) :

(2)#\[ \Delta p_{crit}\:=\:\frac{\bar \rho}{2}\cdot k_{loss,crit}\:\cdot \:(\frac{\nu\:\cdot \:Re_{crit}}{D_{h}})^2 \]

где:

\(k_{loss,crit}\) — это коэффициент потерь, связанный с критическим давлением, который основан на среднем значении коэффициентов прямых и обратных потерь.

\(ν\) – кинематическая вязкость жидкости, [м\(^2\)/c];

\(\bar ρ\) – средняя плотность жидкости, [кг/м\(^3\)];

\(D_h\) – гидравлический диаметр сегмента, [м], который является эквивалентным диаметром трубы некруглого сечения: \(D_{h}\:=\:\sqrt{\frac{4\:\cdot\:A_{flow}}{\pi}}\)

\(A_{flow}\) — площадь сечения потока, [м\(^2\)].

б) Табличный коэффициент потерь

Коэффициент потерь альтернативно может быть интерполирован на основе предоставленных пользователем чисел Рейнольдса и данных коэффициента потерь. Вектор чисел Рейнольдса может иметь как положительные, так и отрицательные значения, обозначающие прямой и обратный поток соответственно:

\(k_{loss}\:=\:f(Re)\)

2. Расчёт массового расхода

Закон сохранения массы (3) :

(3)#\[\dot m_{A}+\dot m_{B}\:=\:0\]

Массовый расход через сопротивление рассчитывается по следующей формуле (4) :

(4)#\[\dot m\:=\:A_{flow}\:\cdot \:\sqrt{\frac{2\cdot \:\bar \rho}{k_{loss}}}\:\cdot \:\frac{\Delta p}{(\Delta p^2 + \Delta p_{crit}^2)^{1/4}}\]

где \(k_{loss}\) представляет собой коэффициент потерь потока, который выбирается между коэффициентом потерь прямого потока (от A до B) и коэффициентом потерь обратного потока (от B до A) в зависимости от направления потока.

3. Энергетический баланс

Закон сохранения энергии (5) :

(5)#\[\phi_A+\phi_B=0\]

где:

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

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

1. Свойства#

Свойство	Значение по умолчанию	Описание	Единицы измерения
Параметризация потерь: Постоянные коэффициенты; Переменные коэффициенты; Табличные данные: Коэффициент потерь = f(Re); Табличные данные: dP=f(m“)	Постоянные коэффициенты	-	-
Коэффициент потерь при прямом течении, доступно при выборе `Параметризация потерь` - `Постоянные коэффициенты`	1.0	-	-
Коэффициент потерь при обратном течении, доступно при выборе `Параметризация потерь` - `Постоянные коэффициенты`	1.0	-	-
Вектор коэффициентов Рейнольдса, доступно при выборе `Параметризация потерь` - `Табличные данные: Коэффициент потерь = f(Re)`	-500.0;-200.0;-100.0;-50.0;-40.0; -30.0;-20.0;-10.0;10.0;20.0;30.0; 40.0;50.0;100.0;200.0;500.0; 1000.0;2000.0;	-	-
Вектор коэффициентов потерь, доступно при выборе `Параметризация потерь` - `Табличные данные: Коэффициент потерь = f(Re)`	0.65;0.75;0.9;1.15;1.35;1.65;2.3;3.1;4.0; 2.7;1.8;1.46;1.3;0.9;0.65;0.42;0.3;0.2;	-	-
Вектор перепадов давления, доступно при выборе `Параметризация потерь` - `Табличные данные: dP = f(m')`	1272.0;3000.0;4128.0; 6150.0;7718.0;10400.0;	-	Па
Вектор массовых расходов, доступно при выборе `Параметризация потерь` - `Табличные данные: dP = f(m')`	0.105;0.175;0.21; 0.2625;0.2975;0.35;	-	кг/с
Площадь поперечного сечения потока	0.2	-	м\(^2\)
Критическое число Рейнольдса (расчёт потерь при нулевом перепаде)	150.0	-	-

2. Входы и выходы#

Параметры	Вход/Выход	Описание	Единицы измерения	Тип порта
Вход	Вход	-	-	Изотермическая гидравлика
Выход	Выход	-	-	Изотермическая гидравлика
Коэффициент потерь (прямое течение)	Вход	Доступен при выборе `Параметризация потерь` - `Переменные коэффициенты`	-	Автоматика
Коэффициент потерь (обратное течение)	Вход	Доступен при выборе `Параметризация потерь` - `Переменные коэффициенты`	-	Автоматика

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