Объект: HT1VIO
Библиотека: HydroThermo2
Имя на уровне решателя: HT1VIO
Аннотация: Вход/выход в трубу
Обозначение:
Порты (степени свободы) компонента:
№ |
Обозначение порта |
Тип |
Наименование порта |
|---|---|---|---|
1 |
Port1 |
THYDRAULIC |
Теплогидравлический порт, вход в элемент |
2 |
Port2 |
THYDRAULIC |
Теплогидравлический порт, выход из элемента |
Пользовательские параметры модели:
№ |
Параметр |
Тип |
Описание |
Единица |
Значение по умолч. |
|---|---|---|---|---|---|
1 |
A_lam |
real |
Коэффициент гиперболы (A_lam / Re). Zeta в области ламинарного течения, - |
100.0 |
|
2 |
D |
real |
Гидравлический диаметр, м |
m |
0.01 |
3 |
Fluid |
Имя объекта свойств среды, - |
|||
4 |
L |
real |
Длина элемента, м |
m |
0.01 |
5 |
P0 |
real |
Начальное давление, Па |
Pa |
101325 |
6 |
T0 |
real |
Начальная температура, K |
K |
293.15 |
7 |
W_undisturbed |
real |
Скорость невозмущенного потока на выходе, м/с |
m/s |
0.0 |
8 |
a |
real |
Толщина стенки трубопровода или угол вход/выход, м или град |
m |
0.0 |
9 |
r |
real |
Радиус скругления на входе или длина конусной части или расстояние от стенки до входа в трубу, м |
m |
0.1 |
10 |
types |
string |
|
0 |
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 |
Пример использования компонента
Модель входа/выхода в трубу (HT1VIO)
Элемент моделирует местное гидравлическое сопротивление на входе в трубопровод или выходе из него. Позволяет задавать тип входа/выхода, гидравлический диаметр, радиус скругления (или длину конусной части), толщину стенки (или угол), скорость невозмущённого потока на выходе и длину элемента. Учитывает шероховатость и режим течения. Используется для расчёта гидравлических потерь и массового расхода в трубопроводных системах.
Проверка значения массового расхода при перепаде давления от 0 до 2000 Па.
Начальные данные:
Схема тестирования:
Схема содержит источник давления HT2SPT1, который создаёт перепад давления от 0 до 2000 Па (VL = 101300 Па, VH = 103300 Па) по трапециевидному закону. Вход/выход в трубу HT1VIO1 установлен в трубопроводе. После элемента установлены датчик плотности HT01DS1, датчик массового расхода HT01MF1 и трубка HT1STK1. Измеряются массовый расход Qm и плотность Rro. В модели используется коэффициент сопротивления ζ из справочника по гидравлическим сопротивлениям Идельчика (3-е издание, страница 122) для a/D = 0.004 и r/D = 0.1, что даёт ζ = 0.8. Коэффициент A_lam = 1, Re > 1500. Вклад в ζ коэффициента A_lam = ζ + A_lam / Re минимален.
Результат:
Сопротивление по длине отсутствует. Используя коэффициент ζ из справочника по гидравлическим сопротивлениям Идельчика (3-е издание, страница 122) для a/D = 0.004 и r/D = 0.1: ζ = 0.8.
Расчёт по формуле:
Определение \(\zeta\) для других типов входа/выхода определяется таблицами и формулами на страницах Идельчика (3-е издание, с. 122–129, 511). Коэффициент \(A_\text{lam} = 1\), \(\mathrm{Re} > 1500\). Вклад в \(\zeta\) коэффициента \(A_\text{lam}\) — слагаемое \(A_\text{lam} / \mathrm{Re}\) — минимален.
На графике Rro показано, что плотность постоянна и равна примерно
989.9 кг/м³. На графике Qm показано, что массовый расход
устанавливается на значении 4.368 кг/с. На графике RUN совместно
показаны расход и плотность. Это подтверждает корректность работы
модели входа/выхода в трубу.
Формула для массового расхода через элемент:
Схема теста
Рисунок 1 - Схема теста
Графики результатов теста
Рисунок 2 - Плотность Rro
Рисунок 3 - Массовый расход Qm
Рисунок 4 - Совмещённый график RUN (HT1VIO.Qm и HT1VIO.Ro)