T-Junction (IL)

Страница в процессе разработки.

Т-образное соединение в системе с изотермической жидкостью.

Тип: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Fittings.TJunction

Путь в библиотеке:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Pipes & Fittings/T-Junction (IL)

Описание

Блок T-Junction (IL) моделирует соединение для труб с боковым ответвлением в порту C, присоединенным под углом 90° к прямому ходу между портами A и B. Можно указать пользовательский коэффициент сопротивления, либо использовать коэффициенты Реннельса или Crane. Если для параметра Спецификация коэффициента сопротивления установлено значение Пользовательский коэффициент, можно указать коэффициенты сопротивления для каждого сегмента труб для слияния и разделения потоков.

Направление потока

Тройник считается вытяжным, если сливаются потоки прямого хода и бокового ответвления. Тройник считается приточным, если поток в боковом ответвлении отделяется от потока прямого хода. Направление потока между портами A и I, точкой соединения ответвления с потоком прямого хода, а также между портами B и I должно быть согласовано для применения всех коэффициентов сопротивления. В противном случае, как показано на двух последних диаграммах на рисунке ниже, потери в месте соединения аппроксимируются коэффициентом сопротивления в прямом ходу для вытяжного или приточного тройников.

t junction il ru

Блок использует гибридный автомат для определения каждого коэффициента сопротивления для заданной конфигурации потока. В этой таблице описаны условия и коэффициенты для каждого режима, если для параметра Спецификация коэффициента сопротивления установлено значение Коэффициент Crane или Пользовательский коэффициент.

Конфигурация потока

Неподвижный

—

1 или последнее допустимое значение

Разделение от порта A

0

Разделение от порта B

0

Слияние к порту A

0

Слияние к порту B

0

Слияние к порту C (ответвление)

0

Разделение от порта C (ответвление)

0

Если для параметра Спецификация коэффициента сопротивления установлено значение Коэффициент Реннельса, то значения для слияния к порту C (ответвление) и разделения от порта C (ответвление) рассчитываются напрямую.

Поток считается неподвижным, если условия массового расхода не соответствуют ни одной заданной конфигурации. Неподвижный поток допускается в начале моделирования, но блок не возвращается в это состояние после достижения другого режима. Пороговое значение массового расхода, то есть точка, при которой поток в трубе начинает менять направление, определяется как

где

— критическое число Рейнольдса, при превышении которого начинается переходный режим течения;
— вязкость жидкости;
— средняя плотность жидкости;
— наименьшая площадь поперечного сечения в месте соединения труб.

Коэффициент Crane

Если для параметра Спецификация коэффициента сопротивления установлено значение Коэффициент Crane, коэффициенты сопротивления в тройнике и , а также коэффициент трения рассчитываются согласно Crane [1]:

Коэффициент сопротивления в соединении одинаков как для вытяжных, так и для приточных тройников. , и рассчитываются таким же образом, как и для пользовательского коэффициента.

Номинальный размер, мм 5 10 15 20 25 32 40 50 72.5 100 125 150 225 350 609.5

Номинальный размер, мм	5	10	15	20	25	32	40	50	72.5	100	125	150	225	350	609.5
Коэффициент трения	`0.035`	`0.029`	`0.027`	`0.025`	`0.023`	`0.022`	`0.021`	`0.019`	`0.018`	`0.017`	`0.016`	`0.015`	`0.014`	`0.013`	`0.012`

Коэффициент трения

0.035

0.029

0.027

0.025

0.023

0.022

0.021

0.019

0.018

0.017

0.016

0.015

0.014

0.013

0.012

Коэффициент Реннельса

Если для параметра Спецификация коэффициента сопротивления установлено значение Коэффициент Реннельса, блок рассчитывает коэффициенты сопротивления в тройнике согласно [2].

Прямой ход в приточном тройнике

Коэффициент сопротивления при разделении в прямом ходу равен

где

— массовый расход на входе в прямой ход;
— массовый расход на выходе из прямого хода.

Значение достигает насыщения, когда отношение равно значению параметра Минимальный допустимый коэффициент расхода для расчета коэффициента сопротивления.

Коэффициент сопротивления при разделении в боковом ответвлении равен

где

— массовый расход на выходе из бокового ответвления;
— диаметр прямого хода;
— диаметр бокового ответвления;
— значение параметра Радиус скругления места стыка бокового ответвления и прямого прохода.

Прямой ход вытяжного тройника

Коэффициент сопротивления при слиянии в прямом ходу равен

где

Коэффициент сопротивления при слиянии в боковом ответвлении равен

где

Боковое ответвление вытяжного или приточного тройника

Коэффициент сопротивления при слиянии в боковом ответвлении равен

где — диаметр бокового ответвления. Значение достигает насыщения, когда отношение равно значению параметра Минимальный допустимый коэффициент расхода для расчета коэффициента сопротивления.

Коэффициент сопротивления при разделении в боковом ответвлении равен

Пользовательский коэффициент

Если для параметра Спецификация коэффициента сопротивления установлено значение Пользовательский коэффициент, блок рассчитывает коэффициент сопротивления для каждого порта на основе пользовательских параметров сопротивления для вытяжного и приточного тройника, а также массового расхода для каждого порта. Необходимо задать , , и в качестве значений параметров Коэффициент сопротивления прямого прохода (вытяжной), Коэффициент сопротивления прямого прохода (приточный), Коэффициент сопротивления бокового ответвления (вытяжной) и Коэффициент сопротивления бокового ответвления (приточный) соответственно.

Сохранение массы и импульса

Блок сохраняет массу в соединении, так что

Блок рассчитывает поток через соединение труб, используя уравнения сохранения импульса между портами A, B и C:

где представляет собой инерцию жидкости, и

где — параметр Площадь поперечного сечения прямого прохода (A-B), а — параметр Площадь поперечного сечения бокового ответвления (A-C, B-C).

Порты

Ненаправленные

# A — порт для жидкости
изотермическая жидкость

Details

Ненаправленный порт, связанный со входом или выходом жидкости из тройника.

Имя для программного использования

port_a

# B — порт для жидкости
изотермическая жидкость

Details

Ненаправленный порт, связанный со входом или выходом жидкости из тройника.

Имя для программного использования

port_b

# C — порт для жидкости
изотермическая жидкость

Details

Ненаправленный порт, связанный со входом или выходом жидкости из тройника.

Имя для программного использования

port_c

Параметры

# Площадь поперечного сечения прямого прохода (A-B) — площадь поперечного сечения прямого хода
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Площадь поперечного сечения прямого хода трубы между портами A и B.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`0.01 m^2`
Имя для программного использования	`main_area`
Вычисляемый	Да

# Площадь поперечного сечения бокового ответвления (A-C, B-C) — площадь поперечного сечения бокового ответвления
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

Площадь поперечного сечения бокового ответвления между портами A и C и между портами B и C.

Единицы измерения	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
Значение по умолчанию	`0.01 m^2`
Имя для программного использования	`side_area`
Вычисляемый	Да

# Спецификация коэффициента сопротивления — тип коэффициента сопротивления
Коэффициент Crane | Коэффициент Реннельса | Пользовательский коэффициент

Details

Модель коэффициента сопротивления в соединении. Установите для этого параметра значение Пользовательский коэффициент, чтобы задать отдельные коэффициенты сопротивления для каждого сегмента вытяжного и приточного тройника.

Значения	`Crane correlation` \| `Rennels correlation` \| `Custom`
Значение по умолчанию	`Crane correlation`
Имя для программного использования	`loss_coefficient_parameterization`
Вычисляемый	Нет

# Критическое число Рейнольдса — верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения

Details

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения через соединение.

Значение по умолчанию	`150.0`
Имя для программного использования	`Re_critical`
Вычисляемый	Да

# Радиус скругления места стыка бокового ответвления и прямого прохода — радиус кривизны соединения
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

Радиус кривизны соединения, используемый для расчета коэффициентов сопротивления, если для параметра Спецификация коэффициента сопротивления установлено значение Коэффициент Реннельса.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Спецификация коэффициента сопротивления значение Коэффициент Реннельса.

Единицы измерения	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
Значение по умолчанию	`0.001 m`
Имя для программного использования	`radius`
Вычисляемый	Да

# Минимальный допустимый коэффициент расхода для расчета коэффициента сопротивления — минимально допустимое отношение расходов при расчете коэффициента Реннельса

Details

Минимально допустимое отношение расходов при расчете коэффициентов сопротивления Реннельса. Если отношение расходов ниже этого предела, насыщение произойдет при этом значении.

Зависимости

Значение по умолчанию	`0.2`
Имя для программного использования	`saturation_ratio`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент сопротивления прямого прохода (вытяжной) — коэффициент сопротивления при слиянии потока между портами A и B

Details

Коэффициент сопротивления для расчета потери давления между портами A и B при слиянии потока.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Спецификация коэффициента сопротивления значение Пользовательский коэффициент.

Значение по умолчанию	`1.12`
Имя для программного использования	`main_converging_loss_coefficient`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент сопротивления прямого прохода (приточный) — коэффициент сопротивления при разделении потока между портами A и B

Details

Коэффициент сопротивления для расчета потери давления между портами A и B при разделении потока.

Зависимости

Значение по умолчанию	`1.12`
Имя для программного использования	`main_diverging_loss_coefficient`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент сопротивления бокового ответвления (вытяжной) — коэффициент сопротивления при слиянии потока между C и прямым ходом

Details

Коэффициент сопротивления для расчета потери давления между портом C и прямым ходом при слиянии потока.

Зависимости

Значение по умолчанию	`1.12`
Имя для программного использования	`side_converging_loss_coefficient`
Вычисляемый	Да

# Коэффициент сопротивления бокового ответвления (приточный) — коэффициент сопротивления при разделении потока между C и прямым ходом

Details

Коэффициент сопротивления для расчета потери давления между портом C и прямым ходом при разделении потока.

Зависимости

Значение по умолчанию	`1.12`
Имя для программного использования	`side_diverging_loss_coefficient`
Вычисляемый	Да

Литература

Crane Co. Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe TP-410. Crane Co., 1981.
Rennels, D. C., & Hudson, H. M. Pipe flow: A practical and comprehensive guide. Hoboken, N.J: John Wiley & Sons., 2012.