Объект: HT001T

Библиотека: HydroThermo2

Имя на уровне решателя: HT001T

Аннотация: Тройник

Обозначение:

Порты (степени свободы) компонента:

№	Обозначение порта	Тип	Наименование порта
1	Port1	THYDRAULIC	Теплогидравлический порт, вход в основную магистраль
2	Port2	THYDRAULIC	Теплогидравлический порт, выход из основной магистрали
3	Port3	THYDRAULIC	Теплогидравлический порт, выход из бокового соединения

Пользовательские параметры модели:

№	Параметр	Тип	Описание	Единица	Значение по умолч.
1	Dm	real	Гидравлический диаметр основной магистрали, м	m	0.01
2	Ds	real	Гидравлический диаметр бокового соединения, м	m	0.01
3	Fluid		Имя объекта свойств среды, -
4	Lm	real	Длина основной магистрали, м	m	0.03
5	Ls	real	Длина бокового соединения, м	m	0.015
6	P0	real	Начальное давление, Па	Pa	101325
7	T0	real	Начальная температура, K	K	293.15
8	eps	real	Абсолютная шероховатость, м	m	0.000045

Расчетные и измеряемые величины:

№	Параметр	Описание	Единица
1	V_Pressure1	Давление на порте	Pa
2	V_SpecificEnthalpy1	Удельная энтальпия;	J/kg
3	V_Density1	Плотность рабочей среды;	kg/m**3
4	V_Temperature1	Температура рабочей среды на порте;	K
5	S_MassFlow1	Массовый расход на порте ;	kg/s
6	S_EnthalpyFlow1	Поток энтальпии на порте ;	W
7	V_Pressure2	Давление на порте	Pa
8	V_SpecificEnthalpy2	Удельная энтальпия;	J/kg
9	V_Density2	Плотность рабочей среды;	kg/m**3
10	V_Temperature2	Температура рабочей среды на порте;	K
11	S_MassFlow2	Массовый расход на порте ;	kg/s
12	S_EnthalpyFlow2	Поток энтальпии на порте ;	W
13	V_Pressure3	Давление на порте	Pa
14	V_SpecificEnthalpy3	Удельная энтальпия;	J/kg
15	V_Density3	Плотность рабочей среды;	kg/m**3
16	V_Temperature3	Температура рабочей среды на порте;	K
17	S_MassFlow3	Массовый расход на порте ;	kg/s
18	S_EnthalpyFlow3	Поток энтальпии на порте ;	W

Пример использования компонента

Модель тройника (HT001T)

Элемент предназначен для расчёта гидравлических потерь и распределения массового расхода в узлах разветвления трубопроводной системы. Учитывает гидравлические диаметры основной магистрали и бокового соединения, их длины, шероховатость и режим течения. Используется в гидравлических и пневматических системах для моделирования тройников, коллекторов и разветвлений.

Проверка значения массового расхода при перепаде давления от 0 до 2000 Па.

Начальные данные:

Параметры модели (HT001T1)

Dm = 0.01 - Гидравлический диаметр основной магистрали, м

Ds = 0.01 - Гидравлический диаметр бокового соединения, м

Lm = 0.01 - Длина основной магистрали, м

Ls = 0.01 - Длина бокового соединения, м

eps = 0 - Абсолютная шероховатость, м

P₀ = 101300 - Начальное давление, Па

T₀ = 293.15 - Начальная температура, К

Fluid = oil - Имя объекта свойств среды (масло)

Параметры источников давления

VL = 101300 Па - Нижний уровень давления

VH = 103300 Па - Верхний уровень давления (перепад до 2000 Па)

D = 0.1 - Начальная задержка, с

FT = 1.0 - Продолжительность переднего фронта, с

HT = 2 - Продолжительность вершины импульса, с

BT = 3.0 - Продолжительность заднего фронта, с

CT = 0.0 - Период

Датчики массового расхода

Qm_1, Qm_2 - расходы на портах основной магистрали

Qm_all - расход через боковое соединение

Qm_sum - суммарный расход

Параметры интегрирования

end = 2.0 с, control = 1e-9

Схема тестирования:

Схема содержит тройник HT001T1, к основной магистрали которого подключены два источника давления, создающие перепад давления от 0 до 2000 Па по трапециевидному закону. Боковое соединение тройника соединено с датчиком массового расхода Qm_all, а на основной магистрали установлены датчики Qm_1 и Qm_2. Измеряются массовые расходы через все порты тройника. Результаты выводятся на осциллографы MassFlow (суммарный расход) и Qmm (расходы Qm_1 и Qm_2).

Результат:

Значение массового расхода по боковому соединению соответствует сумме расходов с портов основной магистрали. На графике MassFlow показано изменение суммарного расхода Qm_sum и расхода через боковое соединение Qm_all: обе кривые полностью совпадают и устанавливаются на значении примерно 2.42 кг/с. На графике Qmm показано изменение расходов через основную магистраль Qm_1 и Qm_2: обе кривые совпадают и устанавливаются на значении примерно 1.21 кг/с. Сумма этих расходов равна 2.42 кг/с, что подтверждает закон сохранения массы. Таким образом, модель тройника корректно распределяет поток между магистралью и боковым соединением.

Формула для закона сохранения массы:

\[Q_{m\_all} = Q_{m_1} + Q_{m_2}\]

где: \(Q_{m\_all}\) — массовый расход через боковое соединение, \(Q_{m_1}, Q_{m_2}\) — массовые расходы через порты основной магистрали.

Схема теста

Рисунок 1 - Схема теста

Графики результатов теста

Рисунок 2 - Суммарный массовый расход (HT001T.Qm_sum и HT001T.Qm_all)

Рисунок 3 - Массовые расходы (HT001T.Qm_1 и HT001T.Qm_2)

Рисунок 4 - Совмещённый график RUN (HT001T.Qm_all, HT001T.Qm_sum, HT001T.Qm_1, HT001T.Qm_2)