Engee 文档

Pipe (Advanced) (TL)

用于导热流体系统中流体流动的刚性管道。

类型: EngeeFluids.ThermalLiquid.Pipes.Straight

pipe advanced tl

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Thermal Liquid/Pipes & Fittings/Pipe (Advanced) (TL)

说明

程序块 Pipe (Advanced) (TL) 模拟导热流体在管道中的流动动力学。该程序块根据端口间的温度差、管道高度和端口 H 的额外热传递确定管道内的温度。

管道端口 A 和 B 之间的高度差可以是恒定的，也可以是可变的。对于恒定高度差，请使用参数 Elevation gain from port A to port B 。

您可以加入动态可压缩性、流体惯性和管壁柔性的影响。当程序块包含这些现象时，将根据您指定的管段数量计算流动属性。

pipe advanced tl 1

管道几何形状

使用参数 Cross-sectional geometry ，指定管道的形状。

圆形 (Circular)

公称液压直径 和管道直径 等于参数 Pipe diameter 的值。管孔的横截面积为

圆形 (Annular)

公称水力直径等于参数 Pipe outer diameter 和 Pipe inner diameter 之间的差值 = 。管孔横截面积为 。

矩形 (Rectangular)

水力公称直径为 ,

其中

  • - 管道横截面宽度 Pipe height 。

  • - 管道横截面高度 Pipe width .

管孔的横截面积为

椭圆形 (Elliptical)

额定液压直径为

其中

  • - 椭圆截面的主轴 Pipe major axis .

  • - 椭圆截面的小轴 Pipe minor axis .

管孔的横截面积为

等腰三角形 (Isosceles triangular)

额定液压直径为

其中

  • - 是三角形的边长 Pipe side length .

  • - 三角形顶点的角 Pipe vertex angle .

管孔的横截面积为

自定义 (Custom)

您可以使用参数 Cross-sectional area 指定管孔的横截面积。公称液压直径是参数 Hydraulic diameter 的值。

管壁柔韧性

可对所有几何截面形状的柔性管壁进行建模。

在对柔性墙建模时，可以使用参数 Volumetric expansion specification , 来指定管孔横截面积的体积膨胀率。

如果 Volumetric expansion specification 设置为 Cross-sectional area vs. pressure，体积变化的建模方式如下：

其中

  • - 是管道长度，即 *管道长度 * 的值。

  • - 是管道的标称横截面积，为每种形状定义。

  • - 管道的当前横截面积。

  • - 管道内部压力。

  • - 大气压力。

  • - 管道变形系数与面积的函数关系，参数值 Static gauge pressure to cross-sectional area gain 。

    要计算 ，在一端开口的薄壁圆柱形管道的均匀弹性变形条件下，请使用公式：

    其中 是管壁厚度， 是杨氏模量。

  • - 是管道变形的时间常数，参数值 Volumetric expansion time constant 。

如果参数 Volumetric expansion specification 设置为 "Coss-截面积与压力关系 - 表列"，程序块将使用与 相同的公式计算。 Cross-sectional area vs. pressure. 的值通过查表功能确定：

其中

  • - 超压矢量 Static gauge pressure vector ；

  • - 管道开口截面积矢量 Cross sectional area gain vector 。

如果参数 Volumetric expansion specification 设为 Hydraulic diameter vs. pressure，则体积变化模型如下：

其中

  • - 是为每个模具确定的额定液压直径。

  • - 管道当前的液压直径。

  • - 取决于直径的管道变形系数 Static gauge pressure to hydraulic diameter gain 。

    假定带开口的薄壁圆柱形管道发生均匀弹性变形，计算 的公式如下：

如果 Volumetric expansion specification 设置为 Based on material properties，程序块将使用与 相同的公式计算 `Hydraulic diameter vs. pressure`的公式相同，但计算 取决于 Material behavior 的值。

该参数设置假定压力容器为圆柱形薄壁容器，其中

当参数 Material behavior 设置为 "线性弹性 "时、

其中

  • - 杨氏模量 Young’s modulus .

  • - 泊松比 Poisson’s ratio 。

  • ，其中 是管道的壁厚 Pipe wall thickness 。

如果参数 Material behavior 设置为 "多线性弹性"，程序块将计算冯米塞斯应力 ，并简化为 ，以确定等效应变。圆周应变为







其中

  • 块根据应力矢量 Stress vector 和 Strain vector 的第一个元素计算杨氏模量 ；

  • 其中 和 分别为等效总应力和等效总应变。该块根据 von Mises 应力和应变-应力曲线计算等效总应变；

  • 其中 是 Cauchy 应力张量的元素。

如果是非柔性墙体建模， = ， = 。

管壁的热膨胀

如果您选择了 Pipe thermal expansion ，则程序块会根据以下假设对管壁的热膨胀进行建模：

  • 管道材料各向同性。

  • 管道的 Bio 数为 ，管道可使用集中热容量建模。

  • 管道的温度变化和变形足够小，因此膨胀区域的一阶近似是准确的。

如果参数 Material behavior 设置为 Cross-sectional area vs. pressure, `Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated`或 `Hydraulic diameter vs. pressure`并选择 Pipe thermal expansion ，则计算模块会在计算面积或直径时添加热膨胀项。

如果 Material behavior 设置为 Cross-sectional area vs. pressure,

其中

  • - 是管道的热膨胀系数 Coefficient of thermal expansion ；

  • ;

  • - 是设备内部节点处的液体温度；

  • - 管道热膨胀系数的参考温度 Thermal expansion reference temperature 。

如果 Material behavior 设置为 Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated,

当 Material behavior 设置为 Hydraulic diameter vs. pressure,

如果参数 Material behavior 设置为 "多线性弹性"，并选择了参数 Pipe thermal expansion ，则程序块将计算 ：

其中

管壁传热

您可以通过参数 Heat transfer parameterization 启用管壁传热。

有两种分析模型：

  • Gnielinski correlation`Dittus-Boelter相关性 - Nusselt = a*Re^b * Pr^c ，该模型将努塞尔特数作为雷诺数和普朗特尔数的函数，并带有预定系数。

  • Dittus-Boelter correlation - Nusselt = a*Re^b * Pr^c"，该模型将努塞尔特数作为雷诺数和普朗特数的函数，并带有用户指定的系数。

模型 Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate，"表格数据 - Colburn 因子与雷诺数的关系 "和 "Colburn 因子与雷诺数的关系"。雷诺数 "和 `Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number`是基于用户提供数据的插值表参数。

流体与管壁之间通过对流（ ）和传导（ ）进行热交换，其中总热流量（ ）为 。

传导传热的定义如下：

其中

  • - 如果管壁是刚性的，则为公称水力直径 ；如果管壁是柔性的，则为稳态管径 ；

  • - 是导热流体的导热系数，由每个管段内部确定；

  • - 管壁表面积

  • - 管壁温度；

  • - 机组内部节点的流体温度。

对流传热的定义如下：

在哪里？

  • - 是流体的平均比热容，该装置使用插值表计算得出。

  • - 是通过管道的平均质量流量。

  • - 管道入口处的液体温度。

  • - 管道的传热系数。

传热系数 的计算公式为

但通过模型进行参数化时除外 `Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate`其中 是整个管道内导热流体的平均热导率， 是管道内的平均努塞尔特数。

分析参数

如果将参数 Heat transfer parameterization 设为 `Gnielinski correlation`且为湍流，则平均努塞尔特数的计算公式为

其中

  • - 是根据哈兰德关系式计算的平均达西摩擦系数：

    其中 为管壁绝对粗糙度 Internal surface absolute roughness ；

  • - 雷诺数；

  • - 普朗特数。

当流动为层流时，[1] 中的数据确定了努塞尔特数如何取决于参数 Cross-sectional geometry ：

  • 如果参数 Cross-sectional geometry 设置为 Circular，则努塞尔特数为 3.66。

  • 如果参数 Cross-sectional geometry 设置为 `Annular`则程序块根据表格中的数据，使用线性插值和最近外推法的插值表计算出努塞尔特数。

努塞特数

1/20

17.46

1/10

11.56

1/4

7.37

1/2

5.74

1

4.86

该块用校正因子校正计算出的努塞尔特数

  • 如果参数 Cross-sectional geometry 设置为 Rectangular，程序块将使用线性插值和最近外推法的插值表根据表格数据计算出努塞尔特数。

努塞尔特数

0

7.54

1/8

5.60

1/6

5.14

1/4

4.44

1/3

3.96

1/2

3.39

1

2.98

  • 如果参数 Cross-sectional geometry 设置为 Elliptical，程序块将使用线性插值和最近外推法的插值表，根据表格数据计算努塞尔特数。

努塞尔特数

1/16

3.65

1/8

3.72

1/4

3.79

1/2

3.74

1

3.66

  • 如果参数 Cross-sectional geometry 设置为 Isosceles triangular，程序块将使用线性插值和最近外推法的插值表，根据表格数据计算努塞尔特数。

θ

Nusselt 数

10π/180

1.61

30π/180

2.26

60π/180

2.47

90π/180

2,34

120π/180

2,00

  • 如果参数 Cross-sectional geometry 设置为 "自定义"，则努塞尔特数为参数 Nusselt number for laminar flow heat transfer 的值。

如果 Heat transfer parameterization 设置为 "Dittus-Boelter 相关性"，且流动为湍流，则平均努塞尔特数的计算公式为：

其中

  • - 经验常数 Coefficient a .

  • - 经验常数 Exponent b .

  • - 经验常数 Exponent c .

默认程序块使用 Dittus-Bolter 关系：

层流时，努塞尔特数取决于参数 Cross-sectional geometry 。

根据表格数据进行参数化

如果参数 Heat transfer parameterization 设为 Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number，则平均努塞尔特数的计算公式为

其中 是 Colburn-Chilton 系数。

如果 Heat transfer parameterization 设置为 Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number，则努塞尔特数将从作为平均雷诺数和平均普朗特数函数的平均努塞尔特数三维阵列中推算出来：

如果参数 Heat transfer parameterization 设置为 "名义温差与名义质量流量"，且流动为湍流，则传热系数的计算公式为：

其中

  • - 是管道中的质量流量*名义质量流量*。

  • - 是平均质量流量：

  • - 名义传热系数，计算公式为

其中

  • - 是名义管壁表面积。

  • - 管壁温度 Nominal wall temperature .

  • - 管道入口温度 Nominal inflow temperature .

  • - 管道出口温度 Nominal outflow temperature .

这一关系基于这样一个假设：努塞尔特数与雷诺数成正比：

如果管道壁是刚性的，则传热系数的表达式为

小号效果

通过该模块可以加入动态可压缩性和流体惯性的影响。加入这些效应可以提高模型精度，但代价是需要更复杂的方程和可能增加的建模时间：

  • 当关闭考虑流体动态可压缩性的选项时，假定流体在短时间内通过管道，因此管道内没有质量积 聚，流入的质量等于流出的质量。这是最简单的方案。当管道中的液体质量只占系统中液体总质量的很小一部分时，就可以采用这种方法。

  • 当启用考虑液体动态可压缩性的选项时，质量流入和流出的不平衡会导致管道中液体量的增减。因此，管道中的压力会上升或下降，这将为系统提供一定的柔性，并导致压力快速变化。该选项默认为启用。

  • 如果启用了计算流体动态可压缩性的选项，还可以启用计算流体惯性的选项。这种效应会在摩擦阻力之外产生额外的液压阻力。这种额外阻力与质量流量的变化率成正比。考虑流体惯性会减缓流速的快速变化，但也会导致流速激增和波动。该选项适用于很长的管道。启用流体惯性选项并串联多个管段，以模拟压力波沿管道传播，如水锤现象。

摩擦造成的压力损失

哈兰比

哈兰德分析关系通过_累积等效长度_（通过增加直管的长度来考虑不均匀性造成的阻力，从而产生等效损失）或_局部损失因子_（使用损失因子来考虑管道的不均匀性）对管壁摩擦造成的损失进行建模。

如果 Local resistances specification 设置为 `Aggregate equivalent length`且雷诺数小于 Laminar flow upper Reynolds number limit 时，则所有管段的压力损失为：

其中

  • - 流体的运动粘度；

  • - 层流状态下计算局部阻力（达西系数）的损耗系数 Laminar friction constant for Darcy friction factor ，如果 Cross-sectional geometry 设置为 "自定义"，则可设置该系数，否则等于 "64"；

  • - 管道的水力直径。

  • - 用于计算等效损失的管道长度，参数值为 Aggregate equivalent length of local resistances ；

  • - 端口 A 的质量流量；

  • - 端口 B 的质量流量。

当雷诺数大于 Turbulent flow lower Reynolds number limit 时，管道中的压力损失为：

其中

  • - 达西摩擦系数。该系数近似于经验哈兰德方程，基于表面粗糙度 , Surface roughness specification , 以及管道的水力直径：

    黄铜、铅、铜、塑料、钢、锻铁和镀锌钢或铁的管道粗糙度按 ASHRAE 标准值提供。您也可以使用 "自定义 "设置提供自己的值 Internal surface absolute roughness 。

  • - 内部流体密度。

如果 Local resistances specification 设置为 `Local loss coefficient`且雷诺数小于 Laminar flow upper Reynolds number limit 时，所有管段的压力损失为：




当雷诺数大于 Turbulent flow lower Reynolds number limit 时，管道中的压力损失为：

其中 是损耗系数，可在参数 Total local loss coefficient 中定义为一个单独的系数或管道沿线所有损耗系数的总和。

公称压差与公称质量流量的关系

如果 Viscous friction parameterization 设置为 `Nominal pressure drop vs. nominal mass flow rate`时，损耗将根据刚性或柔性管壁的损耗系数确定。当流体不可压缩时，管壁摩擦造成的管道压力损失为：

其中

  • - 是压降，用于计算损耗因数 Nominal pressure drop ，作为标量或矢量；

  • - 用于计算损耗因子 * 名义质量流量 * 的质量流量，以标量或矢量形式表示。

如果参数 Nominal pressure drop 和 *名义质量流量*以矢量形式给出，则 的标量值通过最小二乘法近似从矢量元素中确定。

表格数据 - 达西摩擦系数与雷诺数的函数关系

如果参数 Viscous friction parameterization 设为 `Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number`则粘性摩擦压力损失由用户提供的参数 Darcy friction factor vector 和 Reynolds number vector for turbulent Darcy friction factor 的表格数据确定。数据点之间采用线性插值。

动量守恒

管道中的压力降是由管道端口的压力、管壁的摩擦力以及与标高变化相关的静水压力变化造成的：

其中

  • - 端口压力 A.

  • - 端口压力 B.

  • - 粘性摩擦引起的压降， 。

  • - 管道平均高度处的重力加速度， Gravitational acceleration ，或端口 G 处的信号。

  • - 端口 A 和端口 B 之间的高度差，或 。

  • - 流体的内部密度，在管道的每一段都能测量到。如果没有模拟流体的动态可压缩性，则需要模拟流体的动态可压缩性：

当不模拟流体惯性时，端口 A 和内部节点 I 之间的动量守恒：

当不模拟流体惯性时，端口 B 和内部节点 I 之间的动量守恒：

在流体惯性模型中，端口 A 和内部节点 I 之间的动量守恒为

其中

  • - 端口中液体的惯性 A。

  • - 是管道长度 管道长度。

  • - 公称横截面积 公称横截面积。

在流体惯性模型中，端口 B 和内部节点 I 之间的动量守恒为：

其中

- 是端口 B 中液体的惯性。

管道的离散化

您可以将管道分为多个管段。如果管道由多个管段组成，则要计算每个管段的质量流量平衡和动量守恒方程。

如果您想捕捉应用中的特定现象（如水锤），则应选择尽可能多的管段，以提供足够的瞬态分辨率。以下公式源于奈奎斯特离散化定理，是通过最小分段数对管道进行离散化的经验法则 ：

其中

  • - 管道长度*管道长度*；

  • - 瞬态频率；

  • - 声速。

pipe advanced tl 2

在某些应用中，您可能需要串联连接块 Pipe (Advanced) (TL) 。例如，您可能需要多个管段来沿管道长度定义热边界条件。在这种情况下，请使用 Pipe (Advanced) (TL) 块为每个管段建模，并使用热端口设置热边界条件。

质量平衡

如果未选择 Fluid dynamic compressibility 复选框，则管道入口处的质量流量等于管道出口处的质量流量：

其中

  • - 是端口 A 的质量流量。

  • - 是端口 B 的质量流量。

如果选中 Fluid dynamic compressibility 而未选中 Flexible pipe wall ，则管道入口和出口处的质量流量差取决于可压缩性导致的流体密度变化：

其中

  • - 是内部节点 I 中导热流体的密度。每个管段都有一个内部节点。

  • - 是管道体积的应变率。

对于带有可压缩流体的柔性管道，管道内部的质量会随着压力和温度的变化而变化。导热流体的体积弹性模量和热膨胀系数考虑到了这种依赖性，因此管道质量守恒方程的形式为

其中

  • - 是内部节点 I 处导热液体的压力。

  • - 是内部节点 I 处导热液体的温度变化率。

  • - 是导热液体的体积弹性模量。

  • - 流体的热膨胀系数。

能量守恒

管道内部节点 I 的能量储存率定义如下：

其中

  • - 是端口 A 的能量流。

  • - 是端口 B 的能量通量。

  • - 是通过管壁的热传递。

如果流体不可压缩，能量累积率的表达式为

其中

  • - 是装置内部节点处液体的比热。

  • - 是管道的体积；

  • - 是恒定液体密度。该值由 * 额定液体温度 * 和 * 额定液体压力 * 参数计算得出。

如果液体是可压缩的，则能量储存率的表达式为

其中



和 是内部单位节点的比焓。

如果流体是可压缩的，而管壁是柔性的，则能量累积率的表达式如下

港口

非定向

# A — 流体入口或出口接口
导热流体

Details

导热流体的端口，相当于管道的入口或出口。

程序使用名称

port_a

# B — 流体入口或出口接口
导热流体

Details

导热流体的端口，相当于管道的入口或出口。

程序使用名称

port_b

# H — 管壁温度
热量

Details

与管壁温度有关的热端口。该温度可能与流体温度不同。

程序使用名称

thermal_port

输入

# EL — 管道升降机
标量

Details

从端口 A 到端口 B 的可变提升量，为标量。该端口的数值限制在 和 之间，其中 是管道长度，即 Pipe length 参数的值。

依赖关系

要使用该端口，请勾选 Controlled elevation gain 参数的复选框。

数据类型

Float64`。
复数支持

无

# G — 自由落体加速度
尺度

Details

以物理信号形式给出的自由落体的可变加速度。

依赖关系

要使用该端口，请选择 Controlled graviational acceleration 复选框。

数据类型

Float64`。
复数支持

无

参数

配置

# Fluid dynamic compressibility — 考虑流体的动态可压缩性

Details

决定是否考虑流体的动态可压缩性。如果选中 Fluid dynamic compressibility ，则除压力变化引起的密度变化外，还将计算块中流体的质量流量变化。

默认值

true (已开启)
程序使用名称

dynamic_compressibility
可计算

无

# Fluid inertia — 流体惯性

Details

决定是否考虑流体流动的惯性。流动惯性会影响质量流量的变化。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框。

默认值

false (关掉)
程序使用名称

inertia
可计算

无

# Number of segments — 管道分隔数

Details

管道分段数。每个分段都是一个单独的管段，其压力的计算取决于管道入口处的压力、流体的可压缩性以及管壁的柔韧性（如考虑在内）。每个分段中的流体体积保持不变。

默认值

1
程序使用名称

segment_count
可计算

是

# Pipe total length — 管长
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

所有管段的管道总长度。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

5.0 m
程序使用名称

length
可计算

是

# Cross-sectional geometry — 管道横截面几何形状
Circular | Annular | Rectangular | Elliptical | Isosceles triangular | Custom

Details

管道横截面的几何形状。公称水力直径和公称横截面积由横截面几何形状计算得出。

值

Circular | Annular | Rectangular | Elliptical | Isosceles triangular | Custom
默认值

Circular
程序使用名称

cross_section_geometry
可计算

无

# Pipe diameter — 管径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

圆形截面管道的直径。

依赖关系

要使用此参数，请将 Cross-sectional geometry 设置为 。 Circular.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.1 m
程序使用名称

circular_diameter
可计算

是

# Pipe inner diameter — 管道内径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

环形截面管道或两根同心管道之间流动的内径。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Cross-sectional geometry 设置为 。 Annular.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.05 m
程序使用名称

annular_inner_diameter
可计算

是

# Pipe outer diameter — 管道外径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

具有环形截面的管道或两个同心管道之间的水流的外径。

依赖关系

要使用该参数，请将 Cross-sectional geometry 设置为 Annular.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.1 m
程序使用名称

annular_outer_diameter
可计算

是

# Pipe width — 管道矩形截面宽度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

管道矩形截面的宽度。

依赖关系

要使用该参数，请将 Cross-sectional geometry 参数设置为 Rectangular.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.1 m
程序使用名称

rectangular_width
可计算

是

# Pipe height — 管道矩形截面高度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

管道矩形截面的高度。

依赖关系

要使用该参数，请将 Cross-sectional geometry 参数设置为 Rectangular.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.1 m
程序使用名称

rectangular_height
可计算

是

# Pipe major axis — 管道椭圆横截面的主轴
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

管道椭圆截面的主轴。

依赖关系

要使用该参数，请将 Cross-sectional geometry 参数设置为 Elliptical.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.1 m
程序使用名称

elliptical_major_axis_length
可计算

是

# Pipe minor axis — 管道椭圆横截面的次轴线
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

管道椭圆截面的次轴线。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Cross-sectional geometry 设置为 Elliptical.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.05 m
程序使用名称

elliptical_minor_axis_length
可计算

是

# Pipe side length — 管道三角形横截面的边长
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

等腰三角形管道横截面两相等边的长度。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Cross-sectional geometry 设置为 Isosceles triangular.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.1 m
程序使用名称

triangular_side_length
可计算

是

# Pipe vertex angle — 管道三角形横截面顶点的角度
deg | rad | rev | mrad

Details

横截面为等腰三角形的管道在三角形顶点处的角度。该值必须小于 180 度。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Cross-sectional geometry 设置为 Isosceles triangular.

计量单位

deg | rad | rev | mrad
默认值

30.0 deg
程序使用名称

triangular_vertex_angle
可计算

是

# Cross-sectional area — 管道横截面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

自定义管道几何形状的管孔横截面积。

依赖关系

要使用此参数，请将参数 Cross-sectional geometry 设置为 "自定义"。

计量单位

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2
默认值

0.01 m^2
程序使用名称

port_area
可计算

是

# Hydraulic diameter — 液压直径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

用于计算管道雷诺数的水力直径。对于非圆形管道，水力直径是横截面积相同的等效圆柱形管道的直径。对于圆形管道，水力直径和管道直径相同。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Cross-sectional geometry 设置为 "自定义"。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.1128 m
程序使用名称

hydraulic_diameter
可计算

是

# Controlled elevation gain — 管道提升规格

Details

如果未选择该复选框，则从端口 A 到 B 的管道提升高度将保持不变，并在参数 Elevation gain from port A to port B 中指定。

如果选择了该复选框，则标高是可变的，并在 EL 端口作为标量。

默认值

false (关掉)
程序使用名称

controlled_elevation
可计算

无

# Elevation gain from port A to port B — 恒定管道提升高度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

恒定管道提升高度。

依赖关系

要使用该参数，请取消选中 Controlled elevation gain 。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.0 m
程序使用名称

const_elevation_gain
可计算

是

# Controlled graviational acceleration — 自由落体加速度规格

Details

如果未选择该复选框，则自由落体加速度为常数，并在参数 Gravitational acceleration 中指定。

如果选中该复选框，自由落体加速度可以变化，并在 G 端口中作为标量。

默认值

false (关掉)
程序使用名称

controlled_gravity
可计算

无

# Gravitational acceleration — 自由落体加速度
gee | m/s^2 | cm/s^2 | ft/s^2 | in/s^2 | km/s^2 | mi/s^2 | mm/s^2 | m/(s^2)

Details

自由落体的恒定加速度。

依赖关系

要使用该参数，请将*重力加速度规格*参数设置为 "常数"。

计量单位

gee | m/s^2 | cm/s^2 | ft/s^2 | in/s^2 | km/s^2 | mi/s^2 | mm/s^2 | m/(s^2)
默认值

9.81 m/(s^2)
程序使用名称

g_const
可计算

是

粘性摩擦

# Viscous friction parameterization — 壁面摩擦导致压力损失的计算方法
Nominal pressure drop vs. nominal mass flow rate | Haaland correlation | Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number

Details

壁面摩擦导致的压力损失参数化。可采用分析法和表格法。

值

Nominal pressure drop vs. nominal mass flow rate | Haaland correlation | Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number
默认值

Haaland correlation
程序使用名称

pressure_loss_type
可计算

无

# Nominal mass flow rate — 用于计算损耗因子的质量流量
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

用于计算刚性和柔性管道压力损失系数的标称质量流量可指定为标量或矢量。所有标称值都必须大于 "0"，且元素个数与参数 Nominal pressure drop 相同。如果该参数以矢量形式给出，则标量值 通过最小二乘法近似确定。

依赖关系

要使用该参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为 Nominal pressure drop vs. nominal mass flow rate.

计量单位

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)
默认值

[0.1, 1.0] kg/s
程序使用名称

mdot_nominal_vector
可计算

是

# Nominal pressure drop — 用于计算损耗因数的压降
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

用于计算刚性和柔性管道压力损失系数的标称压降可指定为标量或矢量。所有标称值都必须大于 "0"，且元素个数与参数 Nominal mass flow rate 相同。如果该参数以矢量形式给出，则标量值 通过最小二乘法近似确定。

依赖关系

要使用该参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为 Nominal pressure drop vs. nominal mass flow rate.

计量单位

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
默认值

[0.001, 0.01] MPa
程序使用名称

delta_p_nominal_vector
可计算

是

# Mass flow rate threshold for flow reversal — 质量流量阈值
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

可逆流的质量流量阈值。在质量流量阈值的正值和负值之间，定义了一个大约为 0 kg/s 的过渡区域。在此过渡区域内，将对流量响应进行数值平滑处理。阈值必须大于 `0。

依赖关系

要使用该参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为 Nominal pressure drop vs. nominal mass flow rate.

计量单位

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)
默认值

1e-6 kg/s
程序使用名称

mdot_threshold
可计算

是

# Local resistances specification — 哈兰比压力损失的量化方法
Aggregate equivalent length | Local loss coefficient

Details

一种量化管道不均匀性造成的压力损失的方法。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Viscous friction parameterization 设为 Haaland correlation.

值

Aggregate equivalent length | Local loss coefficient
默认值

Aggregate equivalent length
程序使用名称

local_pressure_loss_type
可计算

无

# Aggregate equivalent length of local resistances — 计算等效损失的管道长度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

与有弯曲、面积变化或其他不均匀特性的管道相比，会产生等效水力损失的管道长度。有效管道长度等于 * 管道长度 * 和 Aggregate equivalent length of local resistances 之和。

依赖关系

要使用该参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为 ，将 设置为 。 Haaland correlation`并将 Local resistances specification 设置为 `Aggregate equivalent length.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

1.0 m
程序使用名称

length_add
可计算

是

# Total local loss coefficient — 管道损耗系数

Details

与管道中每个不规则点相关的损耗因数。您可以输入单个损耗因数或管道沿线所有损耗因数的总和。

依赖关系

要使用此参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为 Haaland correlation`并将 Local resistances specification 设置为 `Local loss coefficient.

默认值

0.1
程序使用名称

C_local_loss
可计算

是

# Surface roughness specification — 测定粗糙度的管道材料
Commercially smooth brass, lead, copper, or plastic pipe : 1.52 um | Steel and wrought iron : 46 um | Galvanized iron or steel : 152 um | Cast iron : 259 um | Custom

Details

绝对表面粗糙度取决于管道材料。给出的值是 ASHRAE 标准粗糙度值。您也可以将 Surface roughness specification 设置为 "自定义"，输入您自己的值。

依赖关系

要使用此参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为 "自定义"。 Haaland correlation.

值

Commercially smooth brass, lead, copper, or plastic pipe : 1.52 um | Steel and wrought iron : 46 um | Galvanized iron or steel : 152 um | Cast iron : 259 um | Custom
默认值

Commercially smooth brass, lead, copper, or plastic pipe : 1.52 um
程序使用名称

roughness_specification
可计算

无

# Internal surface absolute roughness — 管壁粗糙度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

管道内壁的绝对粗糙度。该参数用于确定达西摩擦系数，而达西摩擦系数会造成管道内的压力损失。

依赖关系

要使用此参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为 "自定义"，将 设置为 "自定义"。 `Haaland correlation`并将 Surface roughness specification 设置为 "自定义"。

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

15e-6 m
程序使用名称

roughness
可计算

是

# Reynolds number vector for turbulent Darcy friction factor — 用于表格参数化的雷诺数矢量

Details

用于达西摩擦系数表格参数化的雷诺数矢量。矢量 Reynolds number vector for turbulent Darcy friction factor 的元素与矢量 Darcy friction factor vector 的元素相对应。矢量元素应按升序排列。正雷诺数对应于从端口 A 流向端口 B。

依赖关系

要使用此参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为 Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number.

默认值

[400.0, 1000.0, 1500.0, 3e3, 4e3, 6e3, 1e4, 2e4, 4e4, 6e4, 1e5, 1e8]
程序使用名称

Re_friction_vector
可计算

是

# Darcy friction factor vector — 用于表格参数化的摩擦系数矢量

Details

用于达西摩擦系数表格参数化的达西摩擦系数矢量。矢量 Darcy friction factor vector 的元素与矢量 Reynolds number vector for turbulent Darcy friction factor 的元素相对应。该向量的元素必须是唯一的，且大于或等于 0。

依赖关系

要使用该参数，请将 Viscous friction parameterization 参数设置为 Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number.

默认值

[0.264, 0.112, 0.071, 0.0417, 0.0387, 0.0268, 0.0250, 0.0232, 0.0226, 0.0220, 0.0214, 0.0214]
程序使用名称

friction_factor_vector
可计算

是

# Laminar flow upper Reynolds number limit — 层流状态下的雷诺数上限

Details

层流状态下雷诺数的上限。雷诺数超过此数，流态变为瞬态，接近湍流态，在 Turbulent flow lower Reynolds number limit 时变为完全湍流。

依赖关系

要使用该参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为以下值之一：

  • Haaland correlation

  • Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number

默认值

2000.0
程序使用名称

Re_laminar
可计算

是

# Turbulent flow lower Reynolds number limit — 紊流状态下的雷诺数下限

Details

湍流状态下雷诺数的下限。雷诺数低于该值时，流态为瞬态，接近层流，成为完全层流 Laminar flow upper Reynolds number limit 。

依赖关系

要使用该参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为以下值之一：

  • Haaland correlation

  • Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number

默认值

4000.0
程序使用名称

Re_turbulent
可计算

是

# Laminar friction constant for Darcy friction factor — 用于计算层流状态下局部阻力（达西系数）的损失系数

Details

在层流状态下计算达西系数的损失系数。达西摩擦系数考虑了压力损失计算中的壁面摩擦力。如果 Cross-sectional geometry 未设置为 "自定义"，则该参数值为 "64"。

依赖关系

要使用该参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为以下值之一：

  • Haaland correlation

  • Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number

并将 Cross-sectional geometry 参数设置为 "自定义"。

默认值

64.0
程序使用名称

shape_factor
可计算

是

管壁

# Flexible pipe wall — 墙体灵活性

Details

如果选中该复选框，则假定沿所有方向均匀膨胀，并保留指定的截面形状。对于严重变形下的非圆形截面几何形状，这可能并不准确。

依赖关系

要使用此参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 。

默认值

false (关掉)
程序使用名称

wall_flexibility
可计算

无

# Volumetric expansion specification — 指定管道横截面积体积膨胀率的方法
Cross-sectional area vs. pressure | Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated | Hydraulic diameter vs. pressure | Based on material properties

Details

该参数的设置将新的横截面积或液压直径与管道内的压力相关联。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框和 Flexible pipe wall 复选框。

值

Cross-sectional area vs. pressure | Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated | Hydraulic diameter vs. pressure | Based on material properties
默认值

Cross-sectional area vs. pressure
程序使用名称

volumetric_expansion_model
可计算

无

# Static gauge pressure to cross-sectional area gain — 管道变形系数与面积的函数关系
m^2/MPa

Details

如果 Volumetric expansion specification 设置为 ，计算管道变形的系数 Cross-sectional area vs. pressure.该系数乘以管段内压力与大气压力之间的压降。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框和 Flexible pipe wall 复选框 ，并将 Volumetric expansion specification 参数设置为 Cross-sectional area vs. pressure.

计量单位

m^2/MPa
默认值

1e-6 m^2/MPa
程序使用名称

area_to_static_gauge_pressure_gain_const
可计算

是

# Static gauge pressure vector — 过压矢量
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

包含超压值的向量。程序块在表格中使用该向量来计算管孔的横截面积。矢量的元素必须严格为正且单调递增，矢量的维数必须与矢量 Cross sectional area gain vector 的维数一致。

依赖关系

要使用该参数，请检查 Fluid dynamic compressibility 和 Flexible pipe wall ，并将参数 Volumetric expansion specification 的值设置为 Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated.

计量单位

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
默认值

[0.1, 1.0] MPa
程序使用名称

static_gauge_pressure_vector
可计算

是

# Cross sectional area gain vector — 管孔截面积矢量
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

包含管孔横截面积的矢量。程序块在表格中使用该矢量计算其他压力下的管孔横截面积。矢量的元素必须严格为正且单调递增，矢量的维数必须与矢量 Static gauge pressure vector 的维数一致。

依赖关系

要使用该参数，请检查 Fluid dynamic compressibility 和 Flexible pipe wall ，并将参数 Volumetric expansion specification 的值设置为 Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated.

计量单位

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2
默认值

[1e-5, 1.1e-5] m^2
程序使用名称

area_to_static_gauge_pressure_gain_vector
可计算

是

# Static gauge pressure to hydraulic diameter gain — 管道变形系数取决于直径
m/MPa

Details

计算管道变形的系数，如果 Volumetric expansion specification 设置为 Hydraulic diameter vs. pressure.该系数乘以管段内压力与大气压力之间的压降。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框和 Flexible pipe wall 复选框 ，并将 Volumetric expansion specification 参数设置为 Hydraulic diameter vs. pressure.

计量单位

m/MPa
默认值

1e-6 m/MPa
程序使用名称

hydraulic_diameter_to_static_gauge_pressure_gain_const
可计算

是

# Material behavior — 用于确定材料性能的方法
Linear Elastic | Multilinear Elastic

Details

区块用于计算材料性能的方法。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框和 Flexible pipe wall 复选框 ，并将 Volumetric expansion specification 参数设置为 Based on material properties.

值

Linear Elastic | Multilinear Elastic
默认值

Linear Elastic
程序使用名称

material_behavior_model
可计算

无

# Pipe wall thickness — 管壁厚度
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

管道壁厚。程序块使用该值计算应力。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框和 Flexible pipe wall 复选框 ，并将 Volumetric expansion specification 参数设置为 Based on material properties.

计量单位

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
默认值

0.05 m
程序使用名称

wall_thickness
可计算

是

# Young's modulus — 管壁材料的杨氏模量
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

管壁材料的杨氏模量。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框并选中 Flexible pipe wall ，将 Volumetric expansion specification 的值设置为 Based on material properties`参数 Material behavior 的值为 `Linear Elastic.

计量单位

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
默认值

69.0 GPa
程序使用名称

E
可计算

是

# Stress vector — 管壁材料的应力矢量
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

包含管壁材料应力值的矢量。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框和 Flexible pipe wall 复选框，将 Volumetric expansion specification 参数值设为 Based on material properties`参数 Material behavior 的值为 `Multilinear Elastic.

计量单位

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
默认值

[276.0, 310.0] MPa
程序使用名称

stress_vector
可计算

是

# Strain vector — 管壁材料的变形矢量

Details

包含管壁材料应变值的矢量。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框和 Flexible pipe wall 复选框，将 Volumetric expansion specification 参数值设为 Based on material properties`参数 Material behavior 的值为 `Multilinear Elastic.

默认值

[0.004, 0.02]
程序使用名称

strain_vector
可计算

是

# Check if stress exceeds allowable level — 当电压超过设定的最大值时发出通知
None | Error

Details

当电压超过参数 Maximum allowable stress 指定的最大电压时，该参数的值定义了设备的行为。

依赖关系

要使用该参数，请检查 Fluid dynamic compressibility 和 Flexible pipe wall ，对于 Volumetric expansion specification ，将值设为 ，对于 ，将值设为 。 Based on material properties，而 Material behavior 的值为 Multilinear Elastic.

值

None | Error
默认值

None
程序使用名称

stress_assert_action
可计算

无

# Maximum allowable stress — 管壁最大容许应力
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

管壁上允许的最大应力。使用 Check if stress exceeds specified allowable level （检查应力是否超过规定的允许值）参数控制设备在应力超过该值时的操作。

依赖关系

要使用该参数，请选择 Fluid dynamic compressibility 复选框并选中 Flexible pipe wall , Volumetric expansion specification 的值设置为 Based on material properties， Material behavior 设置值为 Multilinear Elastic`并将 检查应力是否超过指定的允许水平 设为 检查应力是否超过指定的允许水平。 `Error.

计量单位

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
默认值

400.0 MPa
程序使用名称

max_stress
可计算

是

# Poisson's ratio — 管壁材料的泊松比

Details

管壁材料的泊松比。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 Fluid dynamic compressibility 和复选框 Flexible pipe wall ，并将参数 Volumetric expansion specification 的值设置为 Based on material properties.

默认值

0.33
程序使用名称

poisson_ratio
可计算

是

# Volumetric expansion time constant — 管道变形时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

管道变形后管壁达到稳定状态所需的时间。该参数影响管道容积的动态变化。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 Fluid dynamic compressibility 和复选框 Flexible pipe wall 。

计量单位

d | s | hr | ms | ns | us | min
默认值

0.01 s
程序使用名称

volumetric_expansion_time_constant
可计算

是

# Pipe thermal expansion — 管道的热膨胀

Details

是否需要考虑温度变化引起的管道膨胀。

依赖关系

要使用此参数，请选择复选框 Fluid dynamic compressibility ，并将*管壁规格*参数设置为 "柔性"。

默认值

false (关掉)
程序使用名称

thermal_expansion
可计算

无

# Coefficient of thermal expansion — 管道的热膨胀系数
1/K | 1/degR | 1/deltaK | 1/deltadegC | 1/deltadegF | 1/deltadegR | um/(deltaK*m)

Details

管道的线性热膨胀系数。该值表示在压力不变的情况下，温度每变化一度，管材尺寸的相对变化。

依赖关系

要使用此参数，请选择复选框 Fluid dynamic compressibility ，将*管壁规格*参数设置为 "柔性"，然后选择复选框 Pipe thermal expansion 。

计量单位

1/K | 1/degR | 1/deltaK | 1/deltadegC | 1/deltadegF | 1/deltadegR | um/(deltaK*m)
默认值

24.0 um/(deltaK*m)
程序使用名称

alpha_wall
可计算

是

# Thermal expansion reference temperature — 管道热膨胀的参考温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

设备计算管道热膨胀时使用的参考温度。

依赖关系

要使用该参数，请选中 Fluid dynamic compressibility 复选框，将 管壁规格*参数设置为 "灵活"，然后选中 *Pipe thermal expansion 复选框。

计量单位

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
默认值

293.15 K
程序使用名称

T_alpha
可计算

是

热传递

# Heat transfer parameterization — 与管壁进行对流热交换的方法
Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate | Gnielinski correlation | Dittus-Boelter correlation - Nusselt = a * Re^b * Pr^c | Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number | Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number

Details

流体与管壁之间传热系数计算的参数化。可采用分析法和表格法。

值

Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate | Gnielinski correlation | Dittus-Boelter correlation - Nusselt = a * Re^b * Pr^c | Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number | Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number
默认值

Gnielinski correlation
程序使用名称

heat_transfer_type
可计算

无

# Nominal mass flow rate — 用于计算损耗因子的质量流量
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

用于计算传热的标称质量流量可指定为标量或矢量。所有标称值必须大于 "0"，且元素个数与参数 Nominal inflow temperature 相同。如果该参数以矢量形式给出，则标量值 通过最小二乘法近似确定。

依赖关系

要使用该参数，请将 Viscous friction parameterization 设置为 "标称温差与标称质量流量"。

计量单位

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)
默认值

[0.1, 1.0] kg/s
程序使用名称

mdot_nominal_heat_vector
可计算

是

# Nominal inflow temperature — 管道入口温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

用于计算传热系数的标称入口流体温度以标量或矢量形式给出。所有标称值必须大于 "0"，且元素个数与参数 Nominal mass flow rate 相同。如果该参数以矢量形式给出，则通过最小二乘法近似确定标量值 。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Heat transfer parameterization 设置为 Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate.

计量单位

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
默认值

[293.15, 293.15] K
程序使用名称

T_inflow_nominal_vector
可计算

是

# Nominal outflow temperature — 出口温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

用于计算传热系数的标称流体出口温度以标量或矢量形式给出。所有标称值必须大于 "0"，且元素个数与参数 Nominal mass flow rate 相同。如果该参数指定为矢量，则标量值 通过最小二乘法近似确定。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Heat transfer parameterization 设置为 Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate.

计量单位

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
默认值

[300.0, 300.0] K
程序使用名称

T_outflow_nominal_vector
可计算

是

# Nominal inflow pressure — 管道入口压力
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

用于计算传热系数的标称流体入口压力，以标量或矢量形式给出。所有标称值必须大于 "0"，且元素个数与参数 Nominal mass flow rate 相同。如果该参数以矢量形式给出，则通过最小二乘法近似确定标量值 。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Heat transfer parameterization 设置为 Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate.

计量单位

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
默认值

[0.101325, 0.101325] MPa
程序使用名称

p_inflow_nominal_vector
可计算

是

# Nominal wall temperature — 管壁温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

用于计算传热系数的管壁温度可指定为标量或矢量。所有标称值必须大于 "0"，且元素个数与参数 Nominal mass flow rate 相同。如果该参数以矢量形式给出，则标量值 通过最小二乘法近似确定。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Heat transfer parameterization 设置为 Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate.

计量单位

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
默认值

[303.15, 303.15] K
程序使用名称

T_wall_nominal_vector
可计算

是

# Coefficient a — Dittus-Bolter 关联中的经验常数

Details

用于 Dittus-Bolter 相关性的经验常数 。该相关性将湍流中的努塞尔特数与传热系数联系起来。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Heat transfer parameterization 设置为 "Dittus-Boelter 相关性"。

默认值

0.023
程序使用名称

a_dittus_boelter_const
可计算

是

# Exponent b — Dittus-Bolter 关联中的经验常数

Details

用于 Dittus-Bolter 相关性的经验常数 。该相关性将湍流中的努塞尔特数与传热系数联系起来。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Heat transfer parameterization 设置为 "Dittus-Boelter 相关性"。

默认值

0.8
程序使用名称

b_dittus_boelter_const
可计算

是

# Exponent c — Dittus-Bolter 关联中的经验常数

Details

用于 Dittus-Bolter 相关性的经验常数 。该相关性将湍流中的努塞尔特数与传热系数联系起来。默认值反映了流体中的传热情况。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Heat transfer parameterization 设置为 "Dittus-Boelter 相关性"。

默认值

0.4
程序使用名称

c_dittus_boelter_const
可计算

是

# Nusselt number for laminar flow heat transfer — 层流传热计算中使用的努塞尔特数

Details

层流状态下对流传热与传导传热之比。流体的努塞尔特数会影响传热速率。

依赖关系

要使用该参数，请将 Cross-sectional geometry 设置为 "自定义"，将 Heat transfer parameterization 设置为以下值之一：

  • Gnielinski correlation

  • Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate

  • Dittus-Boelter相关性。

默认值

3.66
程序使用名称

Nu_laminar
可计算

是

# Reynolds number vector for Colburn factor — 需要计算柯尔本系数的雷诺数

Details

科尔伯恩系数表格参数化的雷诺数矢量。矢量元素与参数 Colburn factor vector 组成一个独立轴。向量元素必须按升序排列，且必须大于 0。该参数的元素数必须与 Colburn factor vector 相同。对于反向流动或从 B 到 A 的流动，同样的数据也适用于反向流动。

依赖关系

要使用该参数，请将 Heat transfer parameterization 设置为 Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number.

默认值

[100.0, 150.0, 1000.0]
程序使用名称

Re_vector_colburn
可计算

是

# Colburn factor vector — 科尔本系数，在使用表格雷诺数时

Details

科尔伯恩系数矢量，用于将科尔伯恩系数表格化。矢量的元素与参数 Reynolds number vector for Colburn factor 组成一个独立轴。该参数的元素数必须与参数 Reynolds number vector for Colburn factor 相同。

依赖关系

要使用该参数，请将参数 Heat transfer parameterization 设置为 Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number.

默认值

[0.019, 0.013, 0.002]
程序使用名称

colburn_factor_vector
可计算

是

# Reynolds number vector for Nusselt number — 用于纳赛尔特数表格参数化的雷诺数

Details

用于努塞尔特数表格参数化的雷诺数矢量。该向量与参数 Prandtl number vector for Nusselt number 构成二维依存 *Nusselt 数表 * 的独立轴。矢量元素必须按升序排列，且必须大于 "0"。

依赖关系

要使用该参数，请将 Heat transfer parameterization 设置为 Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

默认值

[100.0, 150.0, 1000.0]
程序使用名称

Re_vector_Nu
可计算

是

# Prandtl number vector for Nusselt number — 用于努塞尔数表格参数化的普朗特尔数

Details

用于纳赛尔特数表格参数化的普朗特尔数矢量。该矢量与参数 Reynolds number vector for Nusselt number 构成一个独立轴，用于二维依存的 Nusselt 数表。矢量元素必须按升序排列。

依赖关系

要使用该参数，请将 Heat transfer parameterization 参数设置为 Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

默认值

[1.0, 10.0]
程序使用名称

Pr_vector_Nu
可计算

是

# Nusselt number table, Nu(Re,Pr) — 表列雷诺数和普朗特数下的努塞尔特数

Details

表列雷诺数和普朗特尔数下的努塞尔特数矩阵。 和 是相应矢量的大小：

  • - 参数 Reynolds number vector for Nusselt number 中的矢量元素数。

  • - 参数 Prandtl number vector for Nusselt number 中的矢量元素数 .

依赖关系

要使用该参数，请将 Heat transfer parameterization 参数设置为 Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

默认值

[3.72 4.21; 3.75 4.44; 4.21 7.15]
程序使用名称

Nu_matrix
可计算

是

初始条件

# Initial liquid pressure — 管道或管段的初始压力
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

以标量或矢量形式指定的初始流体压力。长度为 元素的矢量定义了 每个管段的流体压力。如果矢量长度为两个元素，则管道沿线的压力在两个元素值之间线性分布。如果矢量长度为三个或更多元素，则 -th 管段的初始压力由矢量的 -th 元素决定。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 Fluid dynamic compressibility 。

计量单位

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
默认值

0.101325 MPa
程序使用名称

p_start
可计算

是

# Initial liquid temperature — 管道或管段的初始温度
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

流体的初始温度，以标量或矢量形式指定。长度为 元素的矢量定义了 每个管段的流体温度。如果矢量长度为两个元素，则管道沿线的温度在两个元素值之间呈线性分布。如果矢量长度为三个或更多元素，则 -th 管段的初始温度由矢量的 -th 元素设定。

依赖关系

要使用该参数，请勾选 Fluid dynamic compressibility 复选框。

计量单位

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
默认值

293.15 K
程序使用名称

T_start
可计算

是

# Initial mass flow rate from port A to port B — 用于惯性计算的初始质量流量
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

模拟流体惯性的管道初始质量流量。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 Fluid dynamic compressibility 和复选框 Fluid inertia 。

计量单位

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)
默认值

0.1 kg/s
程序使用名称

mdot_start
可计算

是

文学

  1. Budynas R. G. Nisbett J. K.& Shigley J.E. (2004)."Shigley’s mechanical engineering design (7th ed.)." McGraw-Hill.

  2. Cengel, Y. A. "Heat and Mass Transfer: A Practical Approach (3rd edition)." New York, McGraw-Hill, 2007

  3. Ju Frederick D.、Butler Thomas A.，"Review of Proposed Failure Criteria for Ductile Materials (1984) Los Alamos National Laboratory."。

  4. Hencky H (1924) "Zur Theorie plastischer Deformationen und der hierdurch im Material hervorgerufenenen Nachspannungen." Z Angew Math Mech 4:323-335

  5. Jahed H，"A Variable Material Property Approach for Elastic-Plastic Analysis of Proportional and Non-proportional Loading"，(1997) University of Waterloo

参见

  1. Pipe (IL)

  2. Pipe (TL)

  3. Pipe (Advanced) (IL) == 实例