Pipe (IL)
等温液体系统中液体流动的刚性管道。
blockType: AcausalFoundation.IsothermalLiquid.Elements.Pipe
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资料描述
座 Pipe (IL) 模拟管道内等温流体流动的动力学. 块考虑到由于粘性摩擦引起的损失，并且还可以考虑到液体的动态可压缩性和惯性。
管道包含恒定体积的液体。 压力损失由粘性摩擦引起，由Darcy–Weisbach方程描述。
块参数的集合根据参数 流体动态可压缩性 和 流体惯性 而变化。
管道效应
该块允许您启用流体的动态可压缩性和惯性的影响。 包括这些效应中的每一个都可以增加模型的准确性，但代价是使方程复杂化并可能增加仿真时间。:
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当考虑到液体的动态可压缩性的选项被关闭时，假设液体在短时间内通过管道，因此在管道中没有质量的积累，并且质量的流入等于其流出。 这是最简单的选择。 当管道中的液体质量是系统中液体总质量的可忽略不计的分数时，它是合适的。
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当启用考虑到液体的动态可压缩性的选项时，质量的流入和流出的不平衡可导致管道中液体量的增加或减少。 结果，管道中的压力可以上升和下降，这将确保系统的一定柔韧性并导致快速的压力变化。 默认情况下启用此选项。
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如果启用了考虑到液体的动态可压缩性的选项，那么也可以启用考虑到液体的惯性的选项。 这种作用导致额外的液压阻力，此外还有由于摩擦产生的阻力。 这种附加阻力与质量流量的变化率成比例。 考虑流体惯性会减慢快速的流量变化，但也会导致流量的尖峰和波动。 此选项适用于非常长的管道。 打开考虑到液体惯性的选项，并将管道的几个段串联起来，以模拟压力波沿管道的传播，如例如在水锤的情况下。
质量守恒
管道的质量守恒方程有以下形式:
,
哪里:
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-通过港口*A*和*B*批量收费。
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-管道中的液体体积。
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-管道内的压力。
-
-管道内液体的密度。
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-管道内液体的体积弹性模量。
液体可以是纯液体和少量空气的混合物，其由连接到市电的*液体特性(IL)*单元设置。 用于计算的方程 和 ，以及管道末端的密度 和 每半管道的Darcy-Weisbach方程取决于所选的等温流体模型。
动量平衡
每半管的动量守恒方程:
-
对于与端口*a相邻的管道的一半*
-
对于与端口*B相邻的管道的一半*
哪里:
-
和 -分别在管道末端*A*和*B*的液体的压力。
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和 -由于管道中心与端口*A*和*B*之间的粘性摩擦造成的压力损失。
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-管道长度。
-
-管道的横截面积。
粘性摩擦引起的压力损失
每半管的粘性摩擦压力损失方程:
-
对于与端口*a相邻的管道的一半*
-
对于与端口*B相邻的管道的一半*
哪里:
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-用于计算层流状态下达西摩擦系数的管道形状系数。
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-管道内液体的动态粘度。
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-局部管道电阻的总等效长度。
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-管道的水力直径。
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和 -与端口*A*和*B*相邻的管道中的达西摩擦系数。
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和 -端口*A*和*B*上的雷诺数。
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-雷诺数，当超过时，流动进入湍流模式。
-
-雷诺数，流进入层流模式。
当雷诺数介于 和 流处于层流和湍流模式之间的过渡状态。 过渡区域中由于粘性摩擦引起的压力损失在层流状态中的损失和湍流状态中的损失之间平稳。
该模块根据通过相应端口的质量流量计算端口 A 和 B 上的雷诺数:
.
达西摩擦系数遵循哈兰德近似的湍流状态:
,
哪里:
-
-达西的摩擦系数。
-
-管道表面的粗糙度。
参数
管道长度-管道长度通行证：q[<br>] 5.0米(默认)
管沿流动方向的长度。
横截面积-管道通道的横截面积：q[<br>] 0.01m2(默认)
垂直于流动方向的管道的横截面积。
水力直径 是具有相同横截面积的等效圆柱形管道的直径：q[<br>] 0.1128m(默认)
截面积相同的等效圆柱管的直径。
摩擦
局部电阻的总等效长度-通管中存在的所有局部电阻的总长度：q[<br>] 1.0米(默认)
管中存在的所有局部电阻的总长度。 局部阻力包括弯曲，配件，配件，管道入口和出口。 局部阻力的作用是增加管段的有效长度。 该长度仅为摩擦计算而添加到管道的几何长度。 管道内液体的体积仅取决于管道的几何长度，由 管道长度 参数决定。
内表面绝对粗糙度-管道内表面所有表面缺陷的平均深度：q[<br>] 15e-6m(默认)
在湍流状态下影响压力损失的管道内表面所有表面缺陷的平均深度。
层流上雷诺数极限-流动开始从层流过渡到湍流模式的雷诺数：q[<br>] 2000（默认）
雷诺数，在雷诺数之上，流动开始从层流过渡到湍流状态。 该数等于对应于静止层流的最大雷诺数。
湍流下雷诺数极限-流动开始从湍流过渡到层流模式的雷诺数：q[<br>] 4000(默认)
雷诺数，低于雷诺数，流动开始从湍流过渡到层流状态。 该数等于对应于静止湍流的最小雷诺数。
达西摩擦系数的层流摩擦常数-达西通摩擦系数的层流模式下的液压摩擦系数：q[<br>] 64.0(默认)
一个无量纲系数，确定管道横截面的几何形状对层流状态下粘性摩擦损失的影响。 典型值: 64.0 对于圆形截面, 57.0 对于方形部分, 62.0 对于长宽比的矩形截面 2 和 96.0 为薄的环形区段。
影响和初始条件
流体动力学可压缩性-考虑液体通过的动态可压缩性：q[<br>] 启用（默认情况下） | 已关闭
确定是否将考虑流体的动态可压缩性。 动态可压缩性使得液体的密度依赖于压力，这会影响系统在短时间内的瞬态响应。
流体惯性-计算流体惯性通过：q[<br>] 禁用（默认情况下） | 已启用
确定是否将考虑流体流动的惯性。 流的惯性抵抗质量流量的变化。
依赖关系
要使用此选项，请选中 流体动力学可压缩性 选项的复选框。
初始液体压力-零时液体压力：q[<br>] 0.101325MPa（默认值）
初始时刻管内液体的压力。
依赖关系
要使用此选项，请选中 流体动力学可压缩性 选项的复选框。
从端口A到端口B的初始质量流量-零时间传递时的质量流量：q[<br>] 0.0(默认)
初始时刻从端口 A 到端口 B 的质量流量。
依赖关系
要使用此选项，请选中 流体惯性 选项的框。