Ctrl+K
  • REPEAT
en
  • REPEAT
en

Гидравлическое отверстие (ИГ)#

block

Внешний вид блока в REPEAT VISION#

 Блок Гидравлическое отверстие (ИГ) моделирует движение потока жидкости через соответствующее местное сопротивление.

 В зависимости от выбранного значения свойства Параметризация отверстия пользователь может задавать следующие варианты работы блока:

  1. Постоянная площадь отверстия, явное задание площади сечения потока в качестве свойства блока;

  2. Постоянная площадь отверстия, табличная параметризация расхода жидкости через расчётное значение перепада давления с использованием интерполяции для промежуточных значений;

  3. Переменная площадь отверстия, расчёт площади (приведен далее) сечения потока по задаваемому через порт Автоматики положению регулирующего органа (штока), закрывающего часть отверстия;

  4. Переменная площадь отверстия, табличная параметризация площади сечения потока через задаваемое посредством порта Автоматики положение регулирующего органа (штока) с использованием интерполяции для промежуточных значений.

Расчёт площади отверстия (1) :

Примечание

Данный расчёт используется только для п. 3, поскольку в п. 1 площадь отверстия задается явно, в п. 2 и 4 – параметризуется таблично.

(1)#\[A_{orifice}=(A_{max}-A_{leak})/\Delta S \cdot (Signal - Offset)+A_{leak}\]

где:

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

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

 \(A_{leak}\) – площадь утечки, [м\(^2\)];

 \(\Delta S\) – максимальный ход штока, [м];

 Signal – положение штока, [м];

Примечание

Сигнал, получаемый через порт автоматики

 Offset – смещение штока при закрытом отверстии, [м].

 Блок сохраняет массу так, что

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

 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:

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

где:

 \(C_d\) – коэффициент потерь при восстановлении давления;

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

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

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

Потеря давления

 Потеря давления описывает снижение давления в клапане из-за уменьшения площади. Потеря давления, \(PR_{loss}\), рассчитывается как:

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

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:

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

1.  Свойства#

Свойство

Значение по умолчанию

Описание

Единицы измерения

Параметризация отверстия:
Явное задание постоянной площади сечения;
Табличная параметризация расхода через перепад давления;
Расчёт переменной площади сечения через положение штока;
Табличная параметризация переменной площади сечения через положение штока

Явное задание постоянной площади сечения

-

-

Ориентация открытия:
Положительное;
Отрицательное,
доступно при выборе Параметризация отверстия - Расчёт переменной площади сечения через положение штока

Положительное

-

-

Восстановление давления, доступно при выборе Параметризация отверстия - Явное задание постоянной площади сечения, Расчёт переменной площади сечения через положение штока, Табличная параметризация переменной площади сечения через положение штока

вкл

-

-

Площадь портов, доступно при выборе Параметризация отверстия - Явное задание постоянной площади сечения, Расчёт переменной площади сечения через положение штока, Табличная параметризация переменной площади сечения через положение штока

1.0E-4

-

м\(^2\)

Площадь отверстия, доступно при выборе Параметризация отверстия - Явное задание постоянной площади сечения

5.0E-5

-

м\(^2\)

Смещение штока при закрытом отверстии, доступно при выборе Параметризация отверстия - Расчёт переменной площади сечения через положение штока

0.0

-

м

Максимальный ход штока, доступно при выборе Параметризация отверстия - Расчёт переменной площади сечения через положение штока

0.005

-

м

Максимальная площадь отверстия, доступно при выборе Параметризация отверстия - Расчёт переменной площади сечения через положение штока

1.0E-4

-

м\(^2\)

Площадь утечки, доступно при выборе Параметризация отверстия - Расчёт переменной площади сечения через положение штока

1.0E-11

-

м\(^2\)

Коэффициент восстановления, доступно при выборе Восстановление давления - вкл

0.64

-

-

Коэффициент сглаживания, доступно при выборе Параметризация отверстия - Расчёт переменной площади сечения через положение штока

0.01

-

-

Критическое число Рейнольдса (расчёт потерь при нулевом перепаде), доступно при выборе Параметризация отверстия - Явное задание постоянной площади сечения, Расчёт переменной площади сечения через положение штока, Табличная параметризация переменной площади сечения через положение штока

150.0

Для расчёта сопротивления при ламинарном течении

-

Вектор перепада, доступно при выборе Параметризация отверстия - Табличная параметризация расхода через перепад давления

-4000000.0; -3000000.0 -2000000.0; -1000000.0; -500000.0; 0.0; 500000.0; 1000000.0; 2000000.0; 3000000.0; 4000000.0

-

Па

Вектор массового расхода, доступно при выборе Параметризация отверстия - Табличная параметризация расхода через перепад давления

-2.44; -2.12; -1.68; -1.22; -0.84; 0.0; 0.85; 1.21; 1.7; 2.09; 2.41

-

кг/с

Вектор положения штока, доступно при выборе Параметризация отверстия - Табличная параметризация переменной площади сечения через положение штока

0.0; 0.002; 0.004; 0.007; 0.017

-

м

Вектор площади отверстия, доступно при выборе Параметризация отверстия - Табличная параметризация переменной площади сечения через положение штока

1.0E-9; 2.0352E-7; 4.0736E-5; 1.1438E-4; 3.4356E-4

-

м\(^2\)

2.  Входы и выходы#

Параметры

Вход/Выход

Описание

Единицы измерения

Тип порта

Вход

Вход

-

-

Изотермическая гидравлика

Смещение штока, доступен когда Параметризация отверстия - Расчёт переменной площади сечения через положение штока или Табличная параметризация переменной площади сечения через положение штока

Вход

-

м

Автоматика

Выход

Выход

-

-

Изотермическая гидравлика

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

3.  Примеры использования#

Для быстрого ознакомления с данным блоком откройте один из следующих ДЕМО-примеров:

  1. [DEMO] Трубопровод с местным сопротивлением

  2. [DEMO] Поиск требуемого расхода в трубопроводной системе

С примером использования данного блока можно ознакомиться:

На этой странице