Гидравлическое отверстие (ТГ)#

block

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 схемы с гидравлическим отверстием с регулируемой площадью#

Пример списка значений площадей отверстия

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: