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Pipe Bend (IL)

等温流体系统中的管道弯曲。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Pipes.PipeBend

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Pipes & Fittings/Pipe Bend (IL)

说明

程序块 Pipe Bend (IL) 模拟等温流体网络中弯曲管道的流体力学。可以定义管道的特性,从而计算由于摩擦和管道曲率造成的水力损失,并模拟可压缩流体的流动。

管道曲率损失因子

弯曲管道断面的局部阻力(压力损失)系数包括管道旋转角的修正系数 和管道弯曲系数

,

在该区块中,系数 的计算方法如下:

θθ ,

其中 θ 是通道旋转角度(度),即 Bend angle 参数的值。

系数 是根据实验数据计算得出的—​根据 Crane [1],在通道旋转角度为 90°时,所求系数与弯曲半径 和管道直径 之比关系表:

pipe bend (il) i

1 1.5 2 3 4 6 8 10 12 14 16 20 24

20

14

12

12

14

17

24

30

34

38

42

50

58

摩擦系数 是根据工业钢材与管道直径关系的表格数据内插得出的[1]。下表总结了工业钢管中湍流流体流动的摩擦系数数据。

公称尺寸(毫米) 5 10 15 20 25 32 40 50 72,5 100 125 150 225 350 609,5

摩擦系数

.035

.029

.027

.025

.023

.022

.021

.019

.018

.017

.016 .015

.014

.013 .012

管道角度修正系数适用于弯曲半径与管道直径之比在 1 到 24 之间的弯管(管道)。在此范围之外,则使用最近邻法进行外推。

层流状态下的摩擦损失

对于 A 端口和 B 端口的流动,压力损失表达式相同。

在弯管处为层流状态,或雷诺数低于临界雷诺数 时,弯管处的压力损失按以下方式确定:

μλρ ,

其中

  • μ - 流体的动态粘度。

  • λ - 摩擦系数常数(达西系数),在层流状态下等于 64。

  • ρ - 管道内液体的密度。

  • - 管道直径

  • - 管道弯曲部分(弯管)的长度,定义为弯曲半径与通道(弯管)旋转角度的乘积: θ

  • - 管道横截面积, π

  • - 是相应端口的质量流量。

湍流状态下的摩擦损失

对于湍流发达的流动,或者雷诺数超过临界雷诺数 时,弯管中的压力损失按以下方式确定:

ρ ,

其中 是达西摩擦系数。它近似于经验哈兰德方程,由内表面的绝对粗糙度(参数 内表面绝对粗糙度 * 的值)决定。压降取自管道截面的一半、端口 *A 与内部节点之间以及内部节点与端口 B 之间。

不可压缩流体的压力降

在不可压缩流体的情况下,管道弯曲处的压降按以下方法确定:

.

可压缩流体的压降

对于可压缩液体,在计算弯管处的压降时也要考虑弯管内部的压力

保存质量

在不可压缩流体的情况下,通过装置的质量流量是守恒的:

在可压缩流体的情况下,管块入口和出口处流速的差异取决于管道弯曲部分(弯管)内流体密度的变化:

ρ

其中 是弯管段(弯管)的体积,定义为管道横截面积和弯管长度的乘积

端口

A - 入口或出口端口
等温流体

等温流体端口对应弯管中的流体入口或出口。此区块没有内部方向性。

B - 入口或出口接口
等温流体

等温流体端口对应弯管中流体的入口或出口。此区块没有内部方向性。

参数

管道直径 - 管道直径
0.01米(默认值) | "正标量

管道直径。

弯曲半径 - 弯曲半径
0.04 m(默认值) | "正标量"。

弯管形成的圆的半径。

弯曲角度 - 弯曲角度
90°(默认)` |正标量

通道旋转或管道弯曲的角度。

内表面绝对粗糙度 - 弯管内壁的粗糙度
15e-6 m(默认值)。

该参数用于确定达西系数,通过该系数可确定紊流状态下的局部阻力。

流体动态可压缩性 - 考虑流体的动态可压缩性
关闭(默认) | 开启

参数定义是否考虑液体的动态可压缩性。在考虑液体动态可压缩性的情况下,短时间内通过管块的质量流量可以是可变的,并由液体密度的变化决定。管道弯曲部分的体积是恒定的。在所有区块的等温流体元件库中,流体密度被视为压力的函数。

初始液体压力 - 初始时刻的液体压力
0.101325兆帕(默认值)* - 初始时刻的液体压力

初始时刻管道内的液体压力。

依赖关系

要使用该参数,请选择*流体动态可压缩性*复选框。

文献

  1. 起重机公司流体通过阀门、配件和管道的流量 TP-410。起重机公司,1981 年。