Centrifugal Pump (IL)

等温流体网络中的离心泵。

blockType: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Turbomachinery.CentrifugalPump

图书馆路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Pumps & Motors/Centrifugal Pump (IL)

资料描述

座 Centrifugal Pump (IL) 模拟将能量从轴转移到等温流体网络中的流体的离心泵。压差和机械扭矩是泵头和有效功率的函数，这取决于泵的性能。泵可以通过分析或表格数据的线性插值来参数化。泵相似性定律定义了机组运行的基本物理原理，该原理根据泵角速度和叶轮直径的当前值与角速度和直径的参考值的比值来衡量泵的性能。

默认情况下，泵产生的流量和压降被引导，使得流量和压力梯度从端口 A 引导到端口 B。口 C 为泵体，口 R 为泵轴。轴的正常旋转方向可以在参数中指定 Mechanical orientation . 如果轴开始沿相反方向旋转，则跨块的压力差降至零。

端口配置

该图显示了典型离心泵上阻塞端口的位置。

centrifugal pump il 1

分析参数化：生产率、压力和有效功率

如果为参数设置 Pump parameterization 意义 Capacity, head, and brake power at reference shaft speed，该单元计算泵处的压力增益作为泵的相似性规律和设定压力差的函数:

哪里

-自由落体加速;
-参考压力值，该单元通过对参数值之间的泵压差进行二次近似计算 Maximum head at zero capacity , Nominal head 和 Maximum capacity at zero head ;
-轴的角速度, ;
-参数值 Reference shaft speed ;
-参数值 Impeller diameter scale factor ;此块不反映泵效率的变化取决于其大小;
-网络中液体的密度。

轴上的扭矩为

参考有效功率计算为 . 泵的效率曲线具有二次型，其峰值对应于参数的值 Nominal brake power ，并且当生产率（消耗）为零或最大时下降到零。

单位计算参考流速如下:

一维表格数据的参数化：压力和有效功率作为生产力的函数

如果为参数设置 Pump parameterization 意义 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed，泵处的压力增加是参数的函数 Reference head vector , ，其为流量参考值的函数 :

哪里 -自由落体加速。

单元根据参数计算轴扭矩 Reference brake power vector , ，其是参考流量的函数:

哪里 -参数值 Reference density . 参考流量为

块用于内插参数值。 Reference capacity vector , Reference head vector 和 Reference brake power vector 关于…… .

当模拟结果超出表中规定的范围时，该装置根据泵曲线的平均斜率和有效功率推断压力到最近点。

二维表格数据的参数化：头和有效功率作为生产率和轴角速度的函数

如果为参数设置 Pump parameterization 意义 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed，泵处的压力增加是参数的函数 Head table, H(q,w) , ，其是参考流量的函数和轴的角速度 :

轴上的扭矩是参数的函数 Brake power table, Wb(q,w) , ，这又是参考流量的函数和轴的角速度 :

参考流量为

当模拟结果超出表中规定的范围时，该装置根据泵曲线的平均斜率和有效功率推断压力到最近点。

缺失的数据

如果您的表具有未知值，请使用 南 而不是这些值。块填充元素 南 通过基于泵曲线的平均斜率进行外推。不要使用人工数值，因为在这个范围内操作时，它们会扭曲泵的行为。使用未知数据时:

元素 南 表应顺序排列;
元素的位置 南 在参数表中 Head table, H(q,w) 和 Brake power table, Wb(q,w) 他们必须匹配;
元素 南 它们应该位于工作台的左下角，这对应于最高的生产率和最低的轴角速度。

假设和限制

如果轴以与设定的机械位置相反的方向旋转，则块上的压力差降至零，结果可能不准确。
单位不考虑在泵浦的动态压力。单位只考虑到泵浦头由于静压。

港口

非定向

# A — 等温流体端口
等温液体

Details

与泵入口段连接的非定向端口。

程序使用名称

port_a

# B — 等温流体端口
等温液体

Details

与泵出口段连接的非定向端口。

程序使用名称

port_b

# R — 叶轮的轴
旋转力学

Details

轴连接的非定向端口。

程序使用名称

rod_flange

# C — 泵壳
旋转力学

Details

案连接的非定向端口。

程序使用名称

case_flange

参数

Parameters

# Pump parameterization — 压力和有效功率参数化
Capacity, head, and brake power at reference shaft speed | 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed | 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed

Details

泵的压力和有效功率参数化，设置如下:

Capacity, head, and brake power at reference shaft speed -使用分析方法参数化泵压力增益和轴扭矩;
1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed -根据给定性能的表格压力和有效功率数据参数化压力和有效功率;
2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed -基于给定输出和轴角速度下的头部和有效功率的表格数据，对头部和有效功率进行参数化。

值	`Capacity, head, and brake power at reference shaft speed` \| `1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed` \| `2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed`
默认值	`Capacity, head, and brake power at reference shaft speed`
程序使用名称	`paramerization`
可计算	无

# Nominal capacity — 泵的体积流量
m^3/s | mm^3/s | cm^3/s | m^3/hr | m^3/min | l/hr | l/min | l/s | gal/hr | gal/min | gal/s | ft^3/hr | ft^3/min | ft^3/s

Details

泵在给定轴角速度下的标称体积流量。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

计量单位	`m^3/s` \| `mm^3/s` \| `cm^3/s` \| `m^3/hr` \| `m^3/min` \| `l/hr` \| `l/min` \| `l/s` \| `gal/hr` \| `gal/min` \| `gal/s` \| `ft^3/hr` \| `ft^3/min` \| `ft^3/s`
默认值	`45.0 l/min`
程序使用名称	`Vdot_nominal`
可计算	是

# Nominal head — 泵压
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

泵的标称压降，相对于重力和液体密度标准化，在给定的轴角速度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`40.0 m`
程序使用名称	`nominal_head`
可计算	是

# Nominal brake power — 水泵功率
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

在给定角速度下轴上的额定机械功率。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

计量单位	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
默认值	`0.85 kW`
程序使用名称	`nominal_mechanical_power`
可计算	是

# Maximum head at zero capacity — 无流量情况下的最大泵压力
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

在给定角速度下没有流动时的最大泵压力。该参数定义了泵处的参考压降，除了参数外，该装置还使用该参数来近似压力的二次方程 Nominal capacity , Nominal head 和 Maximum capacity at zero head .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`60.0 m`
程序使用名称	`max_head_at_zero_Vdot`
可计算	是

# Maximum capacity at zero head — 零压力下的最大流量
m^3/s | mm^3/s | cm^3/s | m^3/hr | m^3/min | l/hr | l/min | l/s | gal/hr | gal/min | gal/s | ft^3/hr | ft^3/min | ft^3/s

Details

泵在给定角速度下在零压力下产生的最大容积流量。该参数定义了泵处的参考压降，除了参数外，该装置还使用该参数来近似压力的二次方程 Nominal capacity , Nominal head 和 Maximum head at zero capacity .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

计量单位	`m^3/s` \| `mm^3/s` \| `cm^3/s` \| `m^3/hr` \| `m^3/min` \| `l/hr` \| `l/min` \| `l/s` \| `gal/hr` \| `gal/min` \| `gal/s` \| `ft^3/hr` \| `ft^3/min` \| `ft^3/s`
默认值	`80.0 l/min`
程序使用名称	`Vdot_max_at_zero_head`
可计算	是

Details

根据相似定律计算的参考角速度.

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 Capacity, head, and brake power at reference shaft speed 或 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed.

计量单位	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
默认值	`1770.0 rpm`
程序使用名称	`w_nominal`, `w_reference_1D`
可计算	是

# Minimum shaft speed threshold as fraction of reference — 轴的最小角速度的阈值

Details

作为轴的基准角速度的分数的最小轴旋转速度的阈值。单位使用此值，以防止轴转速被重置为零，并在表达式中发生零除误差 .

依赖关系

默认值	`0.01`
程序使用名称	`w_threshold_factor`
可计算	是

# Impeller diameter scale factor — 模型直径与参考直径之比

Details

模型直径与参考直径的比值，用于基于相似定律进行计算。如果叶轮的参考直径和系统直径之间存在差异，请更改此值，例如，在检查泵缩放时。对于直径小于参考泵的系统泵，请使用小于1的值。对于直径大于参考泵的系统泵，请使用大于1的值。单位不反映变化在泵浦效率根据它的大小。

默认值	`1.0`
程序使用名称	`diameter_ratio`
可计算	是

# Mechanical orientation — 轴的旋转方向
Positive angular velocity of port R relative to port C corresponds to normal pump operation | Negative angular velocity of port R relative to port C corresponds to normal pump operation

Details

轴的旋转方向，以创建从端口 A 到端口 B 的流。

值	`Positive angular velocity of port R relative to port C corresponds to normal pump operation` \| `Negative angular velocity of port R relative to port C corresponds to normal pump operation`
默认值	`Positive angular velocity of port R relative to port C corresponds to normal pump operation`
程序使用名称	`orientation`
可计算	无

# Check if operating beyond normal pump operation — 块超出操作参数时通知的选项
None | Error

Details

单元超出泵的正常运行参数时通知的选项。当通过泵的流量为负值或超过最大泵容量时，就会出现这种情况。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 Capacity, head, and brake power at reference shaft speed.

值	`None` \| `Error`
默认值	`None`
程序使用名称	`Vdot_assert_action`
可计算	无

# Reference capacity vector — 体积流量
m^3/s | mm^3/s | cm^3/s | m^3/hr | m^3/min | l/hr | l/min | l/s | gal/hr | gal/min | gal/s | ft^3/hr | ft^3/min | ft^3/s

Details

泵头或有效功率的表格参数化的体积流量矢量。该向量的元素与参数的元素一一对应 Reference head vector 和 Reference brake power vector . 在正常操作条件下，该参数的元素是非负的，但块允许负值。负性能是在某些情况下可能发生的异常工作状态。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed.

计量单位	`m^3/s` \| `mm^3/s` \| `cm^3/s` \| `m^3/hr` \| `m^3/min` \| `l/hr` \| `l/min` \| `l/s` \| `gal/hr` \| `gal/min` \| `gal/s` \| `ft^3/hr` \| `ft^3/min` \| `ft^3/s`
默认值	`[16.67, 30.0, 40.0, 53.33, 66.67, 83.33] l/min`
程序使用名称	`Vdot_vector_1D`
可计算	是

# Reference head vector — 泵压力矢量
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

泵头值的向量，用于泵头和有效功率的一维表格参数化。此参数对应于一对一的参数元素 Reference capacity vector . 在正常操作条件下，该参数的元素是非负的，但块允许负值。在异常操作条件下，负压或压降在矢量的末端是可能的。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed.

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`[50.0, 47.5, 45.0, 40.0, 35.0, 25.0] m`
程序使用名称	`head_vector_1D`
可计算	是

# Reference brake power vector — 有效泵功率矢量
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

有效泵功率值的向量，用于泵扬程和有效功率的一维表格参数化。此参数对应于一对一的参数元素 Reference capacity vector . 在正常操作条件下，此参数的元素是非负的，但块允许负值。在异常操作条件下，负有效功率在矢量的末端是可能的。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed.

计量单位	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
默认值	`[0.6, 0.75, 0.85, 0.93, 0.98, 0.99] kW`
程序使用名称	`mechanical_power_vector_1D`
可计算	是

# Reference density — 指定泵性能数据的液体密度
kg/m^3 | g/m^3 | g/cm^3 | g/mm^3 | lbm/ft^3 | lbm/gal | lbm/in^3

Details

液的基准密度。该值通常在参考文件或技术说明中指出。此参数可衡量不同液体的泵性能。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 1D tabulated data - head and brake power vs. capacity at reference shaft speed 或`2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed`.

计量单位	`kg/m^3` \| `g/m^3` \| `g/cm^3` \| `g/mm^3` \| `lbm/ft^3` \| `lbm/gal` \| `lbm/in^3`
默认值	`998.21 kg/m^3`
程序使用名称	`rho_reference_1D`, `rho_reference_2D`
可计算	是

# Capacity vector, q — 批量费用的向量
m^3/s | mm^3/s | cm^3/s | m^3/hr | m^3/min | l/hr | l/min | l/s | gal/hr | gal/min | gal/s | ft^3/hr | ft^3/min | ft^3/s

Details

泵头的表格参数化的体积流量矢量。此向量与参数形成独立轴 Shaft speed vector, w 对于二维参数 Head table, H(q,w) 和 Brake power table, Wb(q,w) . 向量的元素必须按升序列出。在正常操作条件下，该参数的元素是非负的，但块允许负值。负性能是在某些情况下可能发生的异常工作状态。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed.

计量单位	`m^3/s` \| `mm^3/s` \| `cm^3/s` \| `m^3/hr` \| `m^3/min` \| `l/hr` \| `l/min` \| `l/s` \| `gal/hr` \| `gal/min` \| `gal/s` \| `ft^3/hr` \| `ft^3/min` \| `ft^3/s`
默认值	`[16.67, 23.33, 30.0, 40.0, 53.33, 60.0] l/min`
程序使用名称	`Vdot_vector_2D`
可计算	是

Details

轴旋转角速度值的矢量，用于泵头的表格参数化。此向量与参数形成独立轴 Capacity vector, q 对于二维参数 Head table, H(q,w) 和 Brake power table, Wb(q,w) . 向量的元素必须按升序列出，并且必须更大 0.

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed.

计量单位	`rad/s` \| `deg/s` \| `rad/min` \| `deg/min` \| `rpm` \| `rps`
默认值	`[2450.0, 2800.0, 3150.0, 3500.0] rpm`
程序使用名称	`w_vector_2D`
可计算	是

# Head table, H(q,w) — 泵压力矩阵
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

矩阵尺寸泵头在给定体积流量和角速度下的值。在正常操作条件下，该参数的元素是非负的，但块允许负值。在异常操作条件下，负压或压降是可能的在表的底部。块在表元素之间使用线性插值。和 -相应向量的大小:

-参数中的元素数 Capacity vector, q ;
-参数中的元素数 Shaft speed vector, w . 所有行必须严格按升序排列。

元素 南 表应顺序排列;
元素的位置 南 在参数表中 Head table, H(q,w) 和 Brake power table, Wb(q,w) 必须匹配;
元素 南 它们应该位于工作台的左下角，这对应于最高的生产率和最低的轴角速度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed.

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`[25.0 32.7 42.5 50.0; 24.0 31.7 41.0 49.0; 22.7 30.5 39.0 47.5; 20.0 28.0 36.0 45.0; 15.7 24.0 32.0 40.0; 12.5 21.0 29.5 37.5] m`
程序使用名称	`head_matrix_2D`
可计算	是

# Brake power table, Wb(q,w) — 有效泵功率矩阵
W | uW | mW | kW | MW | GW | V*A | HP_DIN

Details

矩阵尺寸给定体积流量和角速度下的有效泵功率的值。在正常操作条件下，该参数的元素是非负的，但块允许负值。块在表元素之间使用线性插值。和 -相应向量的大小:

-参数中的元素数 Capacity vector, q ;
-参数中的元素数 Shaft speed vector, w . 所有行必须严格按升序排列。

元素 南 表应顺序排列;
元素的位置 南 在参数表中 Head table, H(q,w) 和 Brake power table, Wb(q,w) 他们必须匹配;
元素 南 它们应该位于工作台的左下角，这对应于最高的生产率和最低的轴角速度。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Pump parameterization 意义 2D tabulated data - head and brake power vs. capacity and shaft speed.

计量单位	`W` \| `uW` \| `mW` \| `kW` \| `MW` \| `GW` \| `V*A` \| `HP_DIN`
默认值	`[0.28 0.38 0.5 0.6; 0.31 0.41 0.55 0.68; 0.33 0.44 0.6 0.75; 0.36 0.48 0.65 0.83; 0.38 0.53 0.72 0.93; 0.39 0.55 0.75 0.97] kW`
程序使用名称	`mechanical_power_matrix_2D`
可计算	是