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Local Restriction (G)

气网络中流动的局部变窄。

blockType: AcausalFoundation.Gas.Elements.LocalRestriction

local restriction (g)

Local Restriction (G)

图书馆路径:

/Physical Modeling/Fundamental/Gas/Elements/Local Restriction (G)

variable local restriction (g)

Variable Local Restriction (G)

图书馆路径:

/Physical Modeling/Fundamental/Gas/Elements/Variable Local Restriction (G)

资料描述

座 Local Restriction (G) 模拟气体网络中由于局部收缩（如阀门或开口）引起的压降。 当气体达到声速时，通过收缩的流动变得至关重要。

端口 A 和 B 表示单元的输入和输出 Local Restriction (G) . AR 端口上的输入信号确定收缩的区域。 此外，可以指定固定的变窄区域作为块参数。

块图标会根据 限制类型 参数的值而更改。

流动的变窄被认为是绝热系统，即它不与环境交换热量。

块模型由突然变窄，随后是通道段的突然扩展组成。 气体在通过收缩时加速，导致压降。 然后，它在突然膨胀期间与壁分离，结果由于动量的损失，压力仅部分恢复。

本地收窄计划

orifice il 1 cn

质量守恒定律

质量守恒方程:

,

哪里 和 -分别在端口 A 和 B 的质量流量。 流流入所述单元时通过所述端口的流量为正。

节约能源

能量守恒方程:

,

哪里 和 -分别在端口 A 和 B 的能量流。

块被认为是绝热的。 因此，端口 A、端口 B 和收缩之间的特定总焓不改变。:

,

,

哪里 -端口 A、端口 B 或收缩处的比焓（下标） ).

端口 A、端口 B 和收缩时的理想流量:

,

,

,

哪里

  • -端口*A*和*B*的横截面积，端口A和B处的参数*横截面积的值*;

  • -收缩点处的横截面积。 如果为*限制类型*参数选择了该值 固定，那么这就是*限制区域*参数的值。 如果为*限制类型*参数选择了该值 变量，则截面积定义为:

    哪里

    • -变窄点处的最小横截面积，参数的值 最小限制面积;

    • -变窄点处的最大横截面积，参数的值 最大限制面积;

    • -AR 端口上信号的值。

  • -端口*A*、端口*B*或收缩处气体的体积密度。

理论上的质量消耗没有考虑到不完美的影响:

,

哪里 -流量系数，排放系数 参数的值。

动量守恒

端口 A 和 B 之间的压力差基于减少入口和收缩之间的通路段的动量守恒，以及急剧扩大收缩和出口之间的通路段的动量守恒。

对于从端口 A 到端口 B的流:

,

哪里 -面积比率 .

对于从端口 B 到端口 A的流:

.

前两个方程中的压力差与流速的平方成正比。 这是湍流的典型行为。 然而，对于层流，压降相对于流速变为线性。 层流情况下的压力差可以近似计算为:

.

从湍流到层流的过渡阈值定义为 ,

哪里

  • -层流和湍流模式过渡期间的压力比（参数值*层流压力比*）;

  • .

缩口处的压力基于动量守恒定律以减小入口和缩口之间的通路段。

对于从端口 A 到端口 B的流:

.

对于从端口 B 到端口 A的流:

.

对于层流，收缩处的压力大约等于:

.

该块使用三次多项式从 在湍流和层流模式之间实现平稳过渡:

  • 如果

    然后

    和

  • 如果

    然后 之间的平滑过渡 和

    和 之间的平滑过渡 和

  • 如果

    然后 之间的平滑过渡 和

    和 之间的平滑过渡 和

  • 如果

    然后

    和

临界流量

当通过收缩的流动变得关键时，进一步的流动变化取决于上游条件并且独立于下游条件。

如果 —这是对端口的压力 A，和 -这是端口 B 的假设压力，假设从端口 A 到端口 B 的临界流量，则

,

哪里 а -声音的速度。

如果 -这是对端口 B 的压力，和 -这是端口 A 的假设压力，假设从端口 B 到端口 A的临界流量:

端口 A 和 B的实际压力, 和 因此，它们取决于是否已经过渡到临界流。

对于从端口 A 到端口 B的流 和

еслиесли

对于从端口 B 到端口 A的流 和

еслиесли

假设和限制

  • 流动的变窄被认为是绝热系统，即它不与环境交换热量。

  • 该块不模拟超音速流动。

港口

入口处

AR 为变窄截面积的值，m2通：q[<br>] 标量,标量

控制局部收缩的区域的输入端口。 当其值在由块参数设置的变窄区域的最小值和最大值之外时，端口饱和。

依赖关系

仅当 限制类型 参数设置为 变量.

非定向

A—气体入口或出口通道：q[<br>] 煤气

气口对应于所述局部缩口的入口或出口。 该块没有内部取向。

B—气体入口或出口通道：q[<br>] 煤气

气口对应于局部缩口的入口或出口。 该块没有内部取向。

参数

限制类型-改变变窄通道横截面积的能力：q[<br>] 变量（默认情况下） | 固定

选择在模拟期间收缩的横截面积是否可以改变。:

  • 变量 -AR*端口上的输入信号决定了收缩的区域，在模拟过程中会发生变化。 *最小限制区域 *和 最大限制区域*参数设置收缩区域的下边界和上边界。

  • 固定 -由块参数* 限制区域*的值设定的收缩区域在模拟过程中保持不变。 *AR*端口被隐藏。

最小限制面积-变窄通道横截面积的下边界：q[<br>] 1e-10m2(默认)

变窄的横截面积的下边界 . 您可以使用此参数来表示收缩的区域。 输入信号 AR 在该值处饱和，以防止变窄区域的进一步减小。

依赖关系

若要使用此参数，请将 限制类型 参数设置为 变量.

最大限制面积-变窄通道横截面积的上限：q[<br>] 0.005m2(默认)

变窄截面积的上限 . 输入信号 AR 在该值处饱和，以防止变窄横截面的进一步增加。

依赖关系

若要使用此参数，请将 限制类型 参数设置为 变量.

限制面积-通道流动方向的收缩面积：q[<br>] 1e-3m2(默认)

变窄的横截面积 向流动的方向法线。

依赖关系

若要使用此参数，请将 限制类型 参数设置为 固定.

端口A和B处的横截面积-横截面积与端口pass处的流道正常：q[<br>] 0.005m2(默认)

横截面积 端口 A 和 B 上的流路正常。 假定该区域对于两个端口是相同的。

排放系数-通过通道变窄的实际质量流量与理论质量流量之比：q[<br>] 0.64(默认)

费用比率 是一个半经验参数，定义为通过收缩的实际质量流量与理论质量流量的比率。

排放系数是一个经验参数，它考虑了与实际流动的不完善相关的影响。

层流压力比-气体流在层流和湍流模式之间通过的压力系数：q[<br>] 0.999(默认)

压力比 ，其中气体流从层流模式通过到湍流模式。 压力损失相对于层流模式下的质量流量是线性的，而相对于湍流模式下的质量流量是二次的。

实例