Документация Engee

Труба (Продвинутая) (ТЖ)

Жесткий трубопровод для потока жидкости в теплопроводных жидкостных системах.

Тип: EngeeFluids.ThermalLiquid.Pipes.Straight

pipe advanced tl

Путь в библиотеке:

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

Описание

Блок Труба (Продвинутая) (ТЖ) моделирует динамику потока теплопроводной жидкости в трубе. Блок определяет температуру в трубе, исходя из ее разницы между портами, высоты трубы и дополнительной теплопередачи на порту H.

Труба может иметь постоянный или переменный перепад высот между портами A и B. Для постоянного перепада высот используйте параметр Перепад высоты от порта A к порту B.

Вы можете включить эффекты динамической сжимаемости, инерции жидкости и гибкости стенок. Когда блок включает эти явления, он рассчитывает свойства потока для каждого количества сегментов трубы, которое вы укажете.

pipe advanced tl 1

Геометрия трубы

Используйте параметр Геометрия поперечного сечения, чтобы задать форму трубы.

Круглая (Круглое)

Номинальный гидравлический диаметр, , и диаметр трубы, , равны значению параметра Диаметр. Площадь поперечного сечения отверстия трубы составляет

Кольцевая (Кольцевое)

Номинальный гидравлический диаметр равен разнице между значениями параметров Внешний диаметр и Внутренний диаметр трубы = . Площадь поперечного сечения трубы составляет .

Прямоугольная (Прямоугольное)

Номинальный гидравлический диаметр составляет ,

где

  • – ширина поперечного сечения трубы Высота трубы.

  • – высота попереченого сечения трубы Ширина трубы.

Площадь поперечного сечения отверстия трубы составляет

Эллиптическая (Эллиптическое)

Номинальный гидравлический диаметр составляет

где

  • – большая ось эллиптического поперечного сечения Большая ось.

  • – малая ось эллиптического попереченого сечения Малая ось.

Площадь поперечного сечения отверстия трубы составляет

Равнобедренный треугольник (Равнобедренный треугольник)

Номинальный гидравлический диаметр составляет

где

  • – длина стороны треугольника Длинная боковой стороны.

  • – угол при вершине треугольника Вершинный угол.

Площадь поперечного сечения отверстия трубы составляет

Пользовательская (Пользовательская)

Вы можете указать площадь поперечного сечения отверстия трубы с помощью параметра Площадь поперечного сечения. Номинальный гидравлический диаметр – это значение параметра Гидравлический диаметр.

Гибкость стенки

Можно моделировать гибкие стенки для всех геометрических форм поперечного сечения.

При моделировании гибких стенок вы можете использовать параметр Параметризация объемного расширения, чтобы задать объемное расширение площади поперечного сечения отверстия трубы.

Если для параметра Параметризация объемного расширения установлено значение Площадь поперечного сечения и давление, то изменение объема моделируется следующим образом:

где

  • – длина трубы, значение параметра Pipe length.

  • – номинальная площадь поперечного сечения трубы, определенная для каждой формы.

  • – текущая площадь поперечного сечения трубы.

  • – внутреннее давление в трубе.

  • – атмосферное давление.

  • – коэффициент деформации трубы в зависимости от площади, значение параметра Отношение статического избыточного давления к площади поперечного сечения.

    Чтобы рассчитать при условии равномерной упругой деформации тонкостенной цилиндрической трубы с открытым концом, используйте формулу:

    где – толщина стенки трубы, а – модуль Юнга.

  • – постоянная времени деформации трубы, значение параметра Постоянная времени объемного расширения.

Если для параметра Параметризация объемного расширения установлено значение Coss-sectional area vs. pressure - Tabulated, блок использует для вычисления то же уравнение, что и для Площадь поперечного сечения и давление. Значение определяется с помощью функции поиска по таблице:

где

  • – вектор избыточных давлений Вектор статического избыточного давления;

  • – вектор площадей поперечного сечения отверстий труб Вектор площадей поперечного сечения.

Если для параметра Параметризация объемного расширения установлено значение Гидравлический диаметр и давление, то изменение объема моделируется следующим образом:

где

  • – номинальный гидравлический диаметр, определенный для каждой формы.

  • – текущий гидравлический диаметр трубы.

  • – коэффициент деформации трубы в зависимости от диаметра Отношение статического избыточного давления к гидравлическому диаметру.

    Чтобы рассчитать при условии равномерной упругой деформации тонкостенной цилиндрической трубы с открытым концом, используйте формулу:

Если для параметра Параметризация объемного расширения установлено значение На основе свойств материала, блок использует то же уравнение для , что и для Гидравлический диаметр и давление, но вычисляет в зависимости от значения параметра Поведение материала.

Эта параметризация предполагает цилиндрический тонкостенный сосуд под давлением, где

Когда для параметра Поведение материала установлено значение Linear elastic,

где

  • – модуль Юнга Модуль Юнга.

  • – коэффициент Пуассона Коэффициент Пуассона.

  • , где – толщина стенки трубы Толщина стенки трубы.

Если для параметра Поведение материала установлено значение Multilinear elastic, блок вычисляет напряжение фон Мизеса, , которое упрощается до , чтобы определить эквивалентную деформацию. Окружная деформация представляет собой







где

  • блок вычисляет модуль Юнга, , из первых элементов вектора напряжений Вектор напряжения и Вектор деформации;

  • , где и – эквивалентное полное напряжение и эквивалентная полная деформация, соответственно.Блок вычисляет эквивалентную полную деформацию из напряжения фон Мизеса и кривой зависимости деформации от напряжений;

  • , где – элементы тензора напряжений Коши.

Если вы моделируете не гибкие стены, = и = .

Тепловое расширение стенки трубы

Если вы выбрали параметр Тепловое расширение трубы, блок моделирует тепловое расширение стенки трубы, используя следующие допущения:

  • Материал трубы изотропен.

  • Число Био для трубы , и труба может быть смоделирована с помощью сосредоточенной тепловой емкости.

  • Изменение температуры и деформации трубы достаточно малы, чтобы приближение первого порядка для расширения области было точным.

Если для параметра Поведение материала установлено значение Площадь поперечного сечения и давление, Табличная - площадь поперечного сечения и давление или Гидравлический диаметр и давление и выбран параметр Тепловое расширение трубы, блок добавляет член теплового расширения при расчете площади или диаметра.

Если для параметра Поведение материала установлено значение Площадь поперечного сечения и давление,

где

  • – коэффициент теплового расширения трубы Коэффициент теплового расширения;

  • ;

  • – температура жидкости на внутреннем узле блока;

  • – эталонная температура для теплового расширения трубы Опорная температура теплового расширения.

Если для параметра Поведение материала установлено значение Табличная - площадь поперечного сечения и давление,

Если для параметра Поведение материала установлено значение Гидравлический диаметр и давление,

Если для параметра Поведение материала установлено значение Multilinear elastic и выбран параметр Тепловое расширение трубы, блок вычисляет как:

где

Теплопередача стенки трубы

Вы можете включить теплопередачу к стенкам трубы с помощью параметра Параметризация теплопередачи.

Существует две аналитические модели:

  • Закон Гнелинского, которая моделирует число Нуссельта как функцию чисел Рейнольдса и Прандтля с заранее заданными коэффициентами

  • Dittus-Boelter correlation - Nusselt = a*Re^b * Pr^c, которая моделирует число Нуссельта как функцию чисел Рейнольдса и Прандтля с заданными пользователем коэффициентами.

Модели Номинальный перепад температур и номинальный массовый расход, Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number и Табличная - число Нуссельта, число Рейнольдса, число Прандтля представляют собой параметризацию по интерполяционной таблице, основанную на данных, предоставленных пользователем.

Теплообмен между жидкостью и стенкой трубы происходит посредством конвекции, , и теплопроводности, , где суммарный тепловой поток, , составляет .

Теплопередача за счет теплопроводности определяется следующим образом:

где

  • – номинальный гидравлический диаметр, , если стенки трубы жесткие, и диаметр трубы в установившемся режиме, , если стенки трубы гибкие;

  • – теплопроводность теплопроводной жидкости, определяемая внутренне для каждого сегмента трубы;

  • – площадь поверхности стенки трубы;

  • – температура стенки трубы;

  • – температура жидкости во внутреннем узле блока.

Теплопередача за счет конвекции определяется следующим образом:

где:

  • – средняя удельная теплоемкость жидкости, которую блок рассчитывает с помощью интерполяционной таблицы.

  • – средний массовый расход через трубу.

  • – температура жидкости на входе в трубу.

  • – коэффициент теплопередачи трубы.

Коэффициент теплопередачи вычисляется как:

за исключением случаев, когда параметризация осуществляется через модель Номинальный перепад температур и номинальный массовый расход, где – средняя теплопроводность теплопроводной жидкости по всей трубе, а – среднее число Нуссельта в трубе.

Аналитические параметризации

Если для параметра Параметризация теплопередачи задано значение Закон Гнелинского и поток турбулентный, среднее число Нуссельта рассчитывается как:

где

  • – средний коэффициент трения Дарси, согласно соотношению Хааланда:

    где – абсолютная шероховатость стенок трубы Абсолютная шероховатость внутренней поверхности;

  • – число Рейнольдса;

  • – число Прандтля.

Когда поток ламинарный, данные из [1] определяют, как число Нуссельта зависит от параметра Геометрия поперечного сечения:

  • Если для параметра Геометрия поперечного сечения установлено значение Круглое, число Нуссельта равно 3,66.

  • Если для параметра Геометрия поперечного сечения установлено значение Кольцевое, блок вычисляет число Нуссельта по табличным данным, используя интерполяционную таблицу с линейной интерполяцией и ближайшей экстраполяцией.

Число Нуссельта

1/20

17,46

1/10

11,56

1/4

7,37

1/2

5,74

1

4,86

Блок корректирует рассчитанное число Нуссельта с помощью поправочного коэффициента

  • Если для параметра Геометрия поперечного сечения установлено значение Прямоугольное, блок рассчитывает число Нуссельта по табличным данным, используя интерполяционную таблицу с линейной интерполяцией и ближайшей экстраполяцией.

Число Нуссельта

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

  • Если для параметра Геометрия поперечного сечения установлено значение Эллиптическое, блок рассчитывает число Нуссельта по табличным данным, используя интерполяционную таблицу с линейной интерполяцией и ближайшей экстраполяцией.

Число Нуссельта

1/16

3,65

1/8

3,72

1/4

3,79

1/2

3,74

1

3,66

  • Если для параметра Геометрия поперечного сечения установлено значение Равнобедренный треугольник, блок вычисляет число Нуссельта по табличным данным, используя интерполяционную таблицу с линейной интерполяцией и ближайшей экстраполяцией.

θ

Число Нуссельта

10π/180

1,61

30π/180

2,26

60π/180

2,47

90π/180

2,34

120π/180

2,00

  • Если для параметра Геометрия поперечного сечения установлено значение Custom, число Нуссельта является значением параметра Число Нуссельта для теплопередачи при ламинарном потоке.

Если Параметризация теплопередачи имеет значение Dittus-Boelter correlation и поток турбулентный, среднее число Нуссельта рассчитывается как:

где

  • – эмпирическая константа Коэффициент a.

  • – эмпирическая константа Коэффициент b.

  • – эмпирическая константа Коэффициент c.

В блоке по умолчанию используется соотношение Диттуса-Болтера:

Когда поток ламинарный, число Нуссельта зависит от параметра Геометрия поперечного сечения.

Параметризация по табличным данным

Если для параметра Параметризация теплопередачи установлено значение Табличная - коэффициент Колберна и число Рейнольдса, среднее число Нуссельта рассчитывается как:

где – коэффициент Колберна-Чилтона.

Если для параметра Параметризация теплопередачи установлено значение Табличная - число Нуссельта, число Рейнольдса, число Прандтля, число Нуссельта интерполируется из трехмерного массива среднего числа Нуссельта как функции среднего числа Рейнольдса и среднего числа Прандтля:

Если для параметра Параметризация теплопередачи установлено значение Nominal temperature difference vs. nominal mass flow rate и поток турбулентный, коэффициент теплопередачи рассчитывается как:

где

  • – массовый расход в трубе Nominal mass flow rate.

  • – средний массовый расход:

  • – номинальный коэффициент теплопередачи, который рассчитывается как:

где

  • – это номинальная площадь поверхности стенки.

  • – температура стенок трубы Номинальная температура стенки.

  • – температура на входе в трубу Номинальная температура на входе.

  • – температура на выходе из трубы Номинальная температура на выходе.

Эта зависимость основана на предположении, что число Нуссельта пропорционально числу Рейнольдса:

Если стенки трубы жесткие, то выражение для коэффициента теплопередачи приобретает вид:

Эффекты трубы

Этот блок позволяет включить эффекты динамической сжимаемости и инерции жидкости. Включение каждого из этих эффектов может повысить точность модели ценой усложнения уравнений и потенциального увеличения времени моделирования:

  • Когда опция, учитывающая динамическую сжимаемость жидкости, выключена, предполагается, что жидкость проходит через трубу за короткий промежуток времени, поэтому в трубе не происходит накопления массы, и приток массы равен ее оттоку. Это самый простой вариант. Он подходит, когда масса жидкости в трубе составляет пренебрежимо малую долю от общей массы жидкости в системе.

  • Когда опция, учитывающая динамическую сжимаемость жидкости, включена, дисбаланс притока и оттока массы может привести к увеличению или уменьшению количества жидкости в трубе. В результате давление в трубе может повышаться и понижаться, что обеспечит определенную податливость системы и приведет к быстрым изменениям давления. Эта опция включена по умолчанию.

  • Если включена опция, учитывающая динамическую сжимаемость жидкости, то можно также включить опцию, учитывающую инерцию жидкости. Этот эффект приводит к дополнительному гидравлическому сопротивлению, помимо сопротивления из-за трения. Это дополнительное сопротивление пропорционально скорости изменения массового расхода. Учет инерции жидкости замедляет быстрые изменения расхода, но также может привести к всплескам и колебаниям расхода. Этот вариант подходит для очень длинной трубы. Включите опцию, учитывающую инерцию жидкости, и последовательно соедините несколько сегментов трубы, чтобы смоделировать распространение волн давления вдоль трубы, как, например, при явлении гидроудара.

Потеря давления из-за трения

Соотношение Хааланда

Аналитическое соотношение Хааланда моделирует потери из-за трения о стенки либо с помощью совокупной эквивалентной длины, которая учитывает сопротивление из-за неоднородностей либо посредством добавления длины прямой трубы, что приводит к эквивалентным потерям, либо с помощью локального коэффициента потерь, который использует коэффициент потерь для учета неоднородностей трубы.

Если для параметра Параметризация местных сопротивлений установлено значение Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений и число Рейнольдса ниже Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения, то потеря давления на всех сегментах трубы составляет:

где

  • — кинематическая вязкость жидкости;

  • — коэффициент потерь для расчета местных сопротивлений (коэффициента Дарси) при ламинарном режиме течения Коэффициент Дарси для ламинарного течения, который можно задать, если Геометрия поперечного сечения установлен на Custom, а в противном случае равен 64;

  • — гидравлический диаметр трубы.

  • — длина трубы для расчета эквивалентных потерь, значение параметра Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений;

  • — массовый расход в порту A;

  • — массовый расход в порту B.

Когда число Рейнольдса больше, чем Нижний предел числа Рейнольдса для турбулентного течения, потеря давления в трубе составляет:

где

  • — коэффициент трения Дарси. Этот коэффициент аппроксимируется эмпирическим уравнением Хааланда и основывается на шероховатости поверхности , Параметризация шероховатости внутренней поверхности, и гидравлическом диаметре трубы:

    Шероховатость труб для латуни, свинца, меди, пластика, стали, кованого железа и оцинкованной стали или железа представлена в виде стандартных значений ASHRAE. Вы также можете предоставить свои собственные значения Абсолютная шероховатость внутренней поверхности с помощью настройки Custom.

  • — плотность внутренней жидкости.

Если для параметра Параметризация местных сопротивлений установлено значение Коэффициент местных потерь и число Рейнольдса меньше, чем Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения, то потеря давления на всех сегментах трубы составляет:




Когда число Рейнольдса больше, чем Нижний предел числа Рейнольдса для турбулентного течения, потеря давления в трубе составляет:

где — коэффициент потерь, который может быть определен в параметре Общий коэффициент местных потерь либо как отдельный коэффициент, либо как сумма всех коэффициентов потерь вдоль трубы.

Зависимость номинального перепада давления от номинального массового расхода

Если для параметра Параметризация вязкого трения установлено значение Номинальный перепад давления, то потери определяются с помощью коэффициента потерь для жестких или гибких стенок. Когда жидкость несжимаема, потеря давления по всей трубе из-за трения стенок составляет:

где

  • — перепад давления для расчета коэффициента потерь Номинальный перепад давления в виде скаляра или вектора;

  • — массовый расход для расчета коэффициента потерь Nominal mass flow rate в виде скаляра или вектора.

Если параметры Номинальный перепад давления и Nominal mass flow rate заданы в виде векторов, то скалярное значение определяется из элементов вектора аппроксимацией по методу наименьших квадратов.

Табличные данные — коэффициент трения Дарси в зависимости от числа Рейнольдса

Если для параметра Параметризация вязкого трения установлено значение Табличная - коэффициент Дарси и число Рейнольдса, то потери давления при вязком трении определяются на основе предоставленных пользователем табличных данных для параметров Вектор коэффициентов Дарси и Вектор чисел Рейнольдса для коэффициента Дарси для турбулентного течения. Между точками данных используется линейная интерполяция.

Сохранение импульса

Перепад давления в трубе обусловлен давлением на портах трубы, трением на стенках трубы и гидростатическими изменениями, связанными с изменением высоты:

где

  • – давление в порту A.

  • – давление в порту B.

  • – перепад давления из-за вязкого трения, .

  • – ускорение под действием силы тяжести на средней высоте трубы, Ускорение свободного падения, или сигнала в порту G.

  • – перепад высот между портом A и портом B, или .

  • – внутренняя плотность жидкости, которая измеряется на каждом участке трубы. Если динамическая сжимаемость жидкости не моделируется, то это:

Когда инерция жидкости не моделируется, сохранение импульса между портом A и внутренним узлом I:

Когда инерция жидкости не моделируется, сохранение импульса между портом B и внутренним узлом I:

При моделировании инерции жидкости сохранение импульса между портом A и внутренним узлом I составляет:

где

  • – инерция жидкости в порту A.

  • – длина трубы Pipe length.

  • – номинальная площадь поперечного сечения Nominal cross-sectional area.

При моделировании инерции жидкости сохранение импульса между портом B и внутренним узлом I составляет:

где

– инерция жидкости в порту B.

Дискретизация трубы

Вы можете разделить трубу на несколько сегментов. Если труба состоит более чем из одного сегмента, уравнения баланса массового расхода и сохранения импульса рассчитываются для каждого сегмента.

Если вы хотите зафиксировать специфические явления в Вашем приложении, например, гидроудар, выберите такое количество сегментов, которое обеспечит достаточное разрешение переходного процесса. Следующая формула, полученная из теоремы Найквиста о дискретизации, представляет собой эмпирическое правило для дискретизации трубы на минимальное количество сегментов :

где

  • — длина трубы Pipe length;

  • — частота переходного процесса;

  • — скорость звука.

pipe advanced tl 2

В некоторых приложениях может потребоваться последовательное соединение блоков Труба (Продвинутая) (ТЖ). Например, вам может потребоваться несколько сегментов трубы для определения теплового граничного условия по всей длине трубы. В этом случае моделируйте сегменты труб с помощью блока Труба (Продвинутая) (ТЖ) для каждого сегмента и используйте тепловые порты для задания теплового граничного условия.

Баланс массы

Если не установлен флажок Сжимаемость жидкости, то массовый расход на входе в трубу равен массовому расходу на выходе из трубы:

где

  • – массовый расход в порту A.

  • – массовый расход в порту B.

Если установлен флажок Сжимаемость жидкости и снят флажок Стенка гибкой трубы, то разница между массовыми расходами на входе и выходе из трубы зависит от изменения плотности жидкости из-за сжимаемости:

где

  • – плотность теплопроводной жидкости во внутреннем узле I. Каждый сегмент трубы имеет внутренний узел.

  • – скорость деформации объема трубы.

Для гибкой трубы со сжимаемой жидкостью масса внутри трубы может меняться в зависимости от давления и температуры. Объемный модуль упругости и коэффициент теплового расширения теплопроводной жидкости учитывают эту зависимость, и уравнение сохранения массы трубы имеет вид:

где

  • – давление теплопроводной жидкости на внутреннем узле I.

  • – скорость изменения температуры теплопроводной жидкости во внутреннем узле I.

  • – объемный модуль упругости теплопроводной жидкости.

  • – коэффициент теплового расширения жидкости.

Сохранение энергии

Скорость накопления энергии в трубе на внутреннем узле I определяется следующим образом:

где

  • – поток энергии в порту A.

  • – поток энергии в порту B.

  • – теплопередача через стенку трубы.

Если жидкость несжимаема, выражение для скорости накопления энергии имеет вид:

где

  • — удельная теплота жидкости на внутреннем узле блока.

  • — объем трубы;

  • — постоянная плотность жидкости. Это значение рассчитывается на основе параметров Nominal liquid temperature и Nominal liquid pressure.

Если жидкость сжимаема, выражение для скорости накопления энергии имеет вид

где



и – удельная энтальпия на внутреннем узле блока.

Если жидкость сжимаема, а стенки трубы гибкие, выражение для скорости накопления энергии имеет вид

Порты

Ненаправленные

# A — порт входа или выхода жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Порт теплопроводной жидкости, соответствует входу или выходу трубы.

Имя для программного использования

port_a

# B — порт входа или выхода жидкости
теплопроводная жидкость

Details

Порт теплопроводной жидкости, соответствует входу или выходу трубы.

Имя для программного использования

port_b

# H — температура стенки трубы
тепло

Details

Тепловой порт, связанный с температурой стенки трубы. Эта температура может отличаться от температуры жидкости.

Имя для программного использования

thermal_port

Вход

# EL — подъем трубы
скаляр

Details

Переменный подъем от порта A до порта B в виде скаляра. Значение на этом порту ограничено между и , где — длина трубы, значение параметра Pipe length.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок параметра Управляемый перепад высоты.

Типы данных

Float64
Поддержка комплексных чисел

Нет

# G — ускорение свободного падения
скаляр

Details

Переменное ускорение свободного падения, заданное в виде физического сигнала.

Зависимости

Чтобы использовать этот порт, установите флажок параметра Управляемое ускорение свободного падения.

Типы данных

Float64
Поддержка комплексных чисел

Нет

Параметры

Конфигурация

# Сжимаемость жидкости — учет динамической сжимаемости жидкости

Details

Определяет, будет ли учитываться динамическая сжимаемость жидкости. Если установлен флажок Сжимаемость жидкости, то изменения, связанные с массовым расходом жидкости в блоке, рассчитываются в дополнение к изменениям плотности, связанным с изменением давления.

Значение по умолчанию

true (включено)
Имя для программного использования

dynamic_compressibility
Вычисляемый

Нет

# Инерция жидкости — учет инерции жидкости

Details

Определяет, будет ли учитываться инерция потока жидкости. Инерция потока оказывает сопротивление изменению массового расхода.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок параметра Сжимаемость жидкости.

Значение по умолчанию

false (выключено)
Имя для программного использования

inertia
Вычисляемый

Нет

# Число сегментов — количество делений трубы

Details

Количество делений трубы. Каждое деление представляет собой отдельный сегмент, для которого рассчитывается давление, зависящее от давления на входе в трубу, сжимаемости жидкости и гибкости стенок, если это учитывается. Объем жидкости в каждом сегменте остается фиксированным.

Значение по умолчанию

1
Имя для программного использования

segment_count
Вычисляемый

Да

# Длинна — длина трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Общая длина трубы по всем сегментам.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

5.0 m
Имя для программного использования

length
Вычисляемый

Да

# Геометрия поперечного сечения — геометрия поперечного сечения трубы
Круглое | Кольцевое | Прямоугольное | Эллиптическое | Равнобедренный треугольник | Пользовательская

Details

Геометрия поперечного сечения трубы. Номинальный гидравлический диаметр и номинальная площадь поперечного сечения рассчитываются на основе геометрии поперечного сечения.

Значения

Circular | Annular | Rectangular | Elliptical | Isosceles triangular | Custom
Значение по умолчанию

Circular
Имя для программного использования

cross_section_geometry
Вычисляемый

Нет

# Диаметр — диаметр трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Диаметр для труб с круглым поперечным сечением.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Круглое.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.1 m
Имя для программного использования

circular_diameter
Вычисляемый

Да

# Внутренний диаметр трубы — внутренний диаметр трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Внутренний диаметр для трубы с кольцевым поперечным сечением или для потока между двумя концентрическими трубами.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Кольцевое.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.05 m
Имя для программного использования

annular_inner_diameter
Вычисляемый

Да

# Внешний диаметр — внешний диаметр трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Внешний диаметр для трубы с кольцевым поперечным сечением, или потока между двумя концентрическими трубами.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Кольцевое.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.1 m
Имя для программного использования

annular_outer_diameter
Вычисляемый

Да

# Ширина трубы — ширина прямоугольного поперечного сечения трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Ширина прямоугольного поперечного сечения трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Прямоугольное.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.1 m
Имя для программного использования

rectangular_width
Вычисляемый

Да

# Высота трубы — высота прямоугольного поперечного сечения трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Высота прямоугольного поперечного сечения трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Прямоугольное.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.1 m
Имя для программного использования

rectangular_height
Вычисляемый

Да

# Большая ось — большая ось эллиптического поперечного сечения трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Большая ось эллиптического поперечного сечения трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Эллиптическое.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.1 m
Имя для программного использования

elliptical_major_axis_length
Вычисляемый

Да

# Малая ось — малая ось эллиптического поперечного сечения трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Малая ось эллиптического поперечного сечения трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Эллиптическое.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.05 m
Имя для программного использования

elliptical_minor_axis_length
Вычисляемый

Да

# Длинная боковой стороны — длина стороны треугольного поперечного сечения трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Длина двух равных сторон поперечного сечения трубы в виде равнобедренного треугольника.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Равнобедренный треугольник.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.1 m
Имя для программного использования

triangular_side_length
Вычисляемый

Да

# Вершинный угол — угол при вершине треугольного поперечного сечения трубы
deg | rad | rev | mrad

Details

Угол при вершине треугольника для трубы с поперечным сечением в виде равнобедренного треугольника. Значение должно быть меньше 180 градусов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Равнобедренный треугольник.

Единицы измерения

deg | rad | rev | mrad
Значение по умолчанию

30.0 deg
Имя для программного использования

triangular_vertex_angle
Вычисляемый

Да

# Площадь поперечного сечения — площадь поперечного сечения трубы
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Площадь поперечного сечения отверстия трубы для пользовательской геометрии трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Custom.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2
Значение по умолчанию

0.01 m^2
Имя для программного использования

port_area
Вычисляемый

Да

# Гидравлический диаметр — гидравлический диаметр
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Гидравлический диаметр, используемый при расчете числа Рейнольдса в трубе. Для некруглых труб гидравлический диаметр — это диаметр эквивалентной цилиндрической трубы с такой же площадью поперечного сечения. Для круглых труб гидравлический диаметр и диаметр трубы одинаковы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Custom.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.1128 m
Имя для программного использования

hydraulic_diameter
Вычисляемый

Да

# Управляемый перепад высоты — спецификация подъема трубы

Details

Если этот флажок не установлен, то высота подъема трубы от порта A до B постоянна и задается в параметре Перепад высоты от порта A к порту B.

Если этот флажок установлен, то высота подъема переменная и принимается как скаляр в порту EL.

Значение по умолчанию

false (выключено)
Имя для программного использования

controlled_elevation
Вычисляемый

Нет

# Перепад высоты от порта A к порту B — постоянная высота подъема трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Постоянная высота подъема трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, снимите флажок Управляемый перепад высоты.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.0 m
Имя для программного использования

const_elevation_gain
Вычисляемый

Да

# Управляемое ускорение свободного падения — спецификация ускорения свободного падения

Details

Если этот флажок не установлен, то ускорение свободного падения постоянно и задается в параметре Ускорение свободного падения.

Если этот флажок установлен, то ускорение свободного падения может изменяться и принимается как скаляр в порту G.

Значение по умолчанию

false (выключено)
Имя для программного использования

controlled_gravity
Вычисляемый

Нет

# Ускорение свободного падения — ускорение свободного падения
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

Постоянное ускорение свободного падения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Gravitational acceleration specification значение Constant.

Единицы измерения

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)
Значение по умолчанию

9.81 m/(s^2)
Имя для программного использования

g_const
Вычисляемый

Да

Вязкое трение

# Параметризация вязкого трения — метод расчета потери давления из-за трения о стенки
Номинальный перепад давления | Закон Хааланда | Табличная - коэффициент Дарси и число Рейнольдса

Details

Параметризация потерь давления из-за трения о стенки. Доступны как аналитические, так и табличные формулировки.

Значения

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

Haaland correlation
Имя для программного использования

pressure_loss_type
Вычисляемый

Нет

# Номинальный массовый расход — массовый расход для расчета коэффициента потерь
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Номинальный массовый расход, используемый для расчета коэффициента потерь давления для жестких и гибких труб, задается в виде скаляра или вектора. Все номинальные значения должны быть больше 0 и иметь то же количество элементов, что и параметр Номинальный перепад давления. Если этот параметр задан в виде вектора, то скалярное значение определяется аппроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Номинальный перепад давления.

Единицы измерения

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)
Значение по умолчанию

[0.1, 1.0] kg/s
Имя для программного использования

mdot_nominal_vector
Вычисляемый

Да

# Номинальный перепад давления — перепад давления для расчета коэффициента потерь
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Номинальный перепад давления, используемый для расчета коэффициента потерь давления для жестких и гибких труб, задается в виде скаляра или вектора. Все номинальные значения должны быть больше 0 и иметь то же количество элементов, что и параметр Номинальный массовый расход. Если этот параметр задан в виде вектора, то скалярное значение определяется аппроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Номинальный перепад давления.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
Значение по умолчанию

[0.001, 0.01] MPa
Имя для программного использования

delta_p_nominal_vector
Вычисляемый

Да

# Порог массового расхода для обратного потока — порог массового расхода
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Пороговое значение массового расхода для реверсивного потока. Между положительным и отрицательным значениями порогового значения массового расхода определяется переходная область около 0 кг/с. В пределах этой переходной области к отклику потока применяется численное сглаживание. Пороговое значение должно быть больше 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Номинальный перепад давления.

Единицы измерения

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)
Значение по умолчанию

1e-6 kg/s
Имя для программного использования

mdot_threshold
Вычисляемый

Да

# Параметризация местных сопротивлений — метод количественной оценки потерь давления в соотношении Хааланда
Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений | Коэффициент местных потерь

Details

Метод количественной оценки потерь давления из-за неоднородности труб.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Закон Хааланда.

Значения

Aggregate equivalent length | Local loss coefficient
Значение по умолчанию

Aggregate equivalent length
Имя для программного использования

local_pressure_loss_type
Вычисляемый

Нет

# Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений — длина трубы для расчета эквивалентных потерь
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Длина трубы, которая приведет к эквивалентным гидравлическим потерям, как и труба с изгибами, изменениями площади или другими неоднородными характеристиками. Эффективная длина трубы равна сумме Pipe length и Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Закон Хааланда, а для параметра Параметризация местных сопротивлений значение Суммарная эквивалентная длина местных сопротивлений.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

1.0 m
Имя для программного использования

length_add
Вычисляемый

Да

# Общий коэффициент местных потерь — коэффициент потерь в трубе

Details

Коэффициент потерь, связанный с каждой неравномерностью трубы. Вы можете ввести один коэффициент потерь или сумму всех коэффициентов потерь вдоль трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Закон Хааланда, а для параметра Параметризация местных сопротивлений значение Коэффициент местных потерь.

Значение по умолчанию

0.1
Имя для программного использования

C_local_loss
Вычисляемый

Да

# Параметризация шероховатости внутренней поверхности — материал трубы для определения шероховатости
Труба из латуни, свинца, меди или пластика с гладкой поверхностью: 1,52 мкм | Сталь и кованое железо: 46 мкм | Оцинкованное железо или сталь: 152 мкм | Чугун: 259 мкм | Пользовательская

Details

Абсолютная шероховатость поверхности в зависимости от материала трубы. Приведенные значения являются стандартными значениями шероховатости ASHRAE. Вы также можете ввести собственное значение, установив для Параметризация шероховатости внутренней поверхности значение Custom.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Закон Хааланда.

Значения

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
Значение по умолчанию

Commercially smooth brass, lead, copper, or plastic pipe : 1.52 um
Имя для программного использования

roughness_specification
Вычисляемый

Нет

# Абсолютная шероховатость внутренней поверхности — шероховатость стенок трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Абсолютная шероховатость стенок трубы. Этот параметр используется для определения коэффициента трения Дарси, который вносит вклад в потерю давления в трубе.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Закон Хааланда, а для параметра Параметризация шероховатости внутренней поверхности значение Custom.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

15e-6 m
Имя для программного использования

roughness
Вычисляемый

Да

# Вектор чисел Рейнольдса для коэффициента Дарси для турбулентного течения — вектор чисел Рейнольдса для табличной параметризации

Details

Вектор чисел Рейнольдса для табличной параметризации коэффициента трения Дарси. Элементы вектора Вектор чисел Рейнольдса для коэффициента Дарси для турбулентного течения соответствуют элементам вектора Вектор коэффициентов Дарси. Элементы вектора должны быть перечислены в порядке возрастания. Положительное число Рейнольдса соответствует потоку от порта A к порту B.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Табличная - коэффициент Дарси и число Рейнольдса.

Значение по умолчанию

[400.0, 1000.0, 1500.0, 3e3, 4e3, 6e3, 1e4, 2e4, 4e4, 6e4, 1e5, 1e8]
Имя для программного использования

Re_friction_vector
Вычисляемый

Да

# Вектор коэффициентов Дарси — вектор коэффициентов трения для табличной параметризации

Details

Вектор коэффициентов трения Дарси для табличной параметризации коэффициента трения Дарси. Элементы вектора Вектор коэффициентов Дарси соответствуют элементам вектора Вектор чисел Рейнольдса для коэффициента Дарси для турбулентного течения. Элементы вектора должны быть уникальными и больше или равны 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Табличная - коэффициент Дарси и число Рейнольдса.

Значение по умолчанию

[0.264, 0.112, 0.071, 0.0417, 0.0387, 0.0268, 0.0250, 0.0232, 0.0226, 0.0220, 0.0214, 0.0214]
Имя для программного использования

friction_factor_vector
Вычисляемый

Да

# Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения — верхний предел числа Рейнольдса в ламинарном режиме течения

Details

Верхний предел числа Рейнольдса в ламинарном режиме течения. За этим числом режим течения становится переходным, приближается к турбулентному режиму и становится полностью турбулентным на уровне Нижний предел числа Рейнольдса для турбулентного течения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для Параметризация вязкого трения одно из следующих значений:

  • Закон Хааланда

  • Табличная - коэффициент Дарси и число Рейнольдса

Значение по умолчанию

2000.0
Имя для программного использования

Re_laminar
Вычисляемый

Да

# Нижний предел числа Рейнольдса для турбулентного течения — нижний предел числа Рейнольдса в турбулентном режиме течения

Details

Предельное нижнее значение числа Рейнольдса в турбулентном режиме течения. Ниже этого числа режим течения является переходным, приближается к ламинарному и становится полностью ламинарным на странице Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для Параметризация вязкого трения одно из следующих значений:

  • Закон Хааланда

  • Табличная - коэффициент Дарси и число Рейнольдса

Значение по умолчанию

4000.0
Имя для программного использования

Re_turbulent
Вычисляемый

Да

# Коэффициент Дарси для ламинарного течения — коэффициент потерь для расчета местных сопротивлений (коэффициента Дарси) при ламинарном режиме течения

Details

коэффициент потерь для расчета коэффициента Дарси при ламинарном режиме течения. Коэффициент трения Дарси учитывает вклад пристенного трения в расчеты потерь давления. Если Геометрия поперечного сечения не установлен на Custom, то значение этого параметра равно 64.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения одно из следующих значений:

  • Закон Хааланда

  • Табличная - коэффициент Дарси и число Рейнольдса

А для параметра Геометрия поперечного сечения установите значение Custom.

Значение по умолчанию

64.0
Имя для программного использования

shape_factor
Вычисляемый

Да

Стенка трубы

# Стенка гибкой трубы — учет гибкости стенок

Details

Если этот флажок установлен, то предполагается равномерное расширение вдоль всех направлений и заданная форма поперечного сечения сохраняется. Это может быть неточно для некруглой геометрии поперечного сечения при сильной деформации.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, выберите Сжимаемость жидкости.

Значение по умолчанию

false (выключено)
Имя для программного использования

wall_flexibility
Вычисляемый

Нет

# Параметризация объемного расширения — метод задания объемного расширения площади поперечного сечения трубы
Площадь поперечного сечения и давление | Табличная - площадь поперечного сечения и давление | Гидравлический диаметр и давление | На основе свойств материала

Details

Настройки этого параметра соотносят новую площадь поперечного сечения или гидравлический диаметр с давлением в трубе.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы.

Значения

Cross-sectional area vs. pressure | Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated | Hydraulic diameter vs. pressure | Based on material properties
Значение по умолчанию

Cross-sectional area vs. pressure
Имя для программного использования

volumetric_expansion_model
Вычисляемый

Нет

# Отношение статического избыточного давления к площади поперечного сечения — коэффициент деформации трубы в зависимости от площади
m^2/MPa

Details

Коэффициент для расчета деформации трубы, если для Параметризация объемного расширения установлено значение Площадь поперечного сечения и давление. Коэффициент умножается на перепад давления между давлением в сегменте и атмосферным давлением.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, а для параметра Параметризация объемного расширения установите значение Площадь поперечного сечения и давление.

Единицы измерения

m^2/MPa
Значение по умолчанию

1e-6 m^2/MPa
Имя для программного использования

area_to_static_gauge_pressure_gain_const
Вычисляемый

Да

# Вектор статического избыточного давления — вектор избыточных давлений
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Вектор, содержащий значения избыточного давления. Блок использует этот вектор в таблице для расчета площади поперечного сечения отверстия трубы. Элементы вектора должны быть строго положительными и монотонно возрастающими, а размерность вектора должна совпадать с размерностью вектора Вектор площадей поперечного сечения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, а для параметра Параметризация объемного расширения установите значение Табличная - площадь поперечного сечения и давление.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
Значение по умолчанию

[0.1, 1.0] MPa
Имя для программного использования

static_gauge_pressure_vector
Вычисляемый

Да

# Вектор площадей поперечного сечения — вектор площадей поперечного сечения отверстий труб
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

Вектор, содержащий площади поперечного сечения отверстий труб. Блок использует этот вектор в таблице для расчета площади поперечного сечения отверстия трубы при других давлениях. Элементы вектора должны быть строго положительными и монотонно возрастающими, а размерность вектора должна совпадать с размерностью вектора Вектор статического избыточного давления.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, а для параметра Параметризация объемного расширения установите значение Табличная - площадь поперечного сечения и давление.

Единицы измерения

m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2
Значение по умолчанию

[1e-5, 1.1e-5] m^2
Имя для программного использования

area_to_static_gauge_pressure_gain_vector
Вычисляемый

Да

# Отношение статического избыточного давления к гидравлическому диаметру — коэффициент деформации трубы в зависимости от диаметра
m/MPa

Details

Коэффициент для расчета деформации трубы, если для Параметризация объемного расширения установлено значение Гидравлический диаметр и давление. Коэффициент умножается на перепад давления между давлением в сегменте и атмосферным давлением.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, а для параметра Параметризация объемного расширения установите значение Гидравлический диаметр и давление.

Единицы измерения

m/MPa
Значение по умолчанию

1e-6 m/MPa
Имя для программного использования

hydraulic_diameter_to_static_gauge_pressure_gain_const
Вычисляемый

Да

# Поведение материала — метод, используемый для задания поведения материала
Линейная упругость | Нелинейная упругость

Details

Метод, который блок использует для расчета поведения материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, а для параметра Параметризация объемного расширения установите значение На основе свойств материала.

Значения

Linear Elastic | Multilinear Elastic
Значение по умолчанию

Linear Elastic
Имя для программного использования

material_behavior_model
Вычисляемый

Нет

# Толщина стенки трубы — толщина стенки трубы
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

Толщина стенки трубы. Блок использует это значение для расчета напряжения.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, а для параметра Параметризация объемного расширения установите значение На основе свойств материала.

Единицы измерения

m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd
Значение по умолчанию

0.05 m
Имя для программного использования

wall_thickness
Вычисляемый

Да

# Модуль Юнга — модуль Юнга материала стенки трубы
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Модуль Юнга материала, из которого изготовлена стенка трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, для параметра Параметризация объемного расширения установите значение На основе свойств материала, а для параметра Поведение материала значение Линейная упругость.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
Значение по умолчанию

69.0 GPa
Имя для программного использования

E
Вычисляемый

Да

# Вектор напряжения — вектор напряжений материала стенки трубы
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Вектор, содержащий значения напряжений для материала, из которого изготовлена стенка трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, для параметра Параметризация объемного расширения установите значение На основе свойств материала, а для параметра Поведение материала значение Нелинейная упругость.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
Значение по умолчанию

[276.0, 310.0] MPa
Имя для программного использования

stress_vector
Вычисляемый

Да

# Вектор деформации — вектор деформации материала стенки трубы

Details

Вектор, содержащий значения деформации для материала, из которого изготовлена стенка трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, для параметра Параметризация объемного расширения установите значение На основе свойств материала, а для параметра Поведение материала значение Нелинейная упругость.

Значение по умолчанию

[0.004, 0.02]
Имя для программного использования

strain_vector
Вычисляемый

Да

# Проверьте, не превышает ли напряжение допустимый уровень — уведомление, когда напряжение превышает заданный максимум
Ничего | Ошибка

Details

Значение этого параметра определяет поведение блока, когда напряжение превысит максимальное напряжение, указанное параметром Максимально допустимое напряжение.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, для параметра Параметризация объемного расширения установите значение На основе свойств материала, а для параметра Поведение материала значение Нелинейная упругость.

Значения

None | Error
Значение по умолчанию

None
Имя для программного использования

stress_assert_action
Вычисляемый

Нет

# Максимально допустимое напряжение — максимально допустимое напряжение на стенке трубы
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Максимальное напряжение, которое допустимо на стенке трубы. Управляйте действиями блока, если напряжение превысит это значение, с помощью параметра Check if stress exceeds specified allowable level.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, для параметра Параметризация объемного расширения установите значение На основе свойств материала, для параметра Поведение материала значение Нелинейная упругость, а для параметра Check if stress exceeds specified allowable level значение Ошибка.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
Значение по умолчанию

400.0 MPa
Имя для программного использования

max_stress
Вычисляемый

Да

# Коэффициент Пуассона — коэффициент Пуассона материала стенки трубы

Details

Коэффициент Пуассона материала, из которого изготовлена стенка трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы, а для параметра Параметризация объемного расширения установите значение На основе свойств материала.

Значение по умолчанию

0.33
Имя для программного использования

poisson_ratio
Вычисляемый

Да

# Постоянная времени объемного расширения — постоянная времени деформации трубы
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

Время, необходимое стенке для достижения устойчивого состояния после деформации трубы. Этот параметр влияет на динамическое изменение объема трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Стенка гибкой трубы.

Единицы измерения

d | s | hr | ms | ns | us | min
Значение по умолчанию

0.01 s
Имя для программного использования

volumetric_expansion_time_constant
Вычисляемый

Да

# Тепловое расширение трубы — тепловое расширение трубы

Details

Нужно ли учитывать расширение в трубе из-за изменения температуры.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости, а для параметра Pipe wall specification установите значение Flexible.

Значение по умолчанию

false (выключено)
Имя для программного использования

thermal_expansion
Вычисляемый

Нет

# Коэффициент теплового расширения — коэффициент теплового расширения трубы
1/K | 1/degR | 1/deltaK | 1/deltadegC | 1/deltadegF | 1/deltadegR | um/(deltaK*m)

Details

Коэффициент линейного теплового расширения трубы. Это значение представляет собой относительное изменение размера на градус изменения температуры при постоянном давлении.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости, для параметра Pipe wall specification установите значение Flexible, а затем установите флажок Тепловое расширение трубы.

Единицы измерения

1/K | 1/degR | 1/deltaK | 1/deltadegC | 1/deltadegF | 1/deltadegR | um/(deltaK*m)
Значение по умолчанию

24.0 um/(deltaK*m)
Имя для программного использования

alpha_wall
Вычисляемый

Да

# Опорная температура теплового расширения — эталонная температура для теплового расширения трубы
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

Эталонная температура, которую блок использует при расчете теплового расширения трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости, для параметра Pipe wall specification установите значение Flexible, а затем установите флажок Тепловое расширение трубы.

Единицы измерения

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Значение по умолчанию

293.15 K
Имя для программного использования

T_alpha
Вычисляемый

Да

Теплопередача

# Параметризация теплопередачи — метод конвективного теплообмена со стенкой трубы
Номинальный перепад температур и номинальный массовый расход | Закон Гнелинского | Закон Диттуса — Бёльтера: Nu = a * Re^b * Pr^c | Табличная - коэффициент Колберна и число Рейнольдса | Табличная - число Нуссельта, число Рейнольдса, число Прандтля

Details

Параметризация расчета коэффициента теплопередачи между жидкостью и стенкой трубы. Доступны как аналитические, так и табличные формулировки.

Значения

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
Значение по умолчанию

Gnielinski correlation
Имя для программного использования

heat_transfer_type
Вычисляемый

Нет

# Номинальный массовый расход — массовый расход для расчета коэффициента потерь
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Номинальный массовый расход, используемый для расчета теплопередачи, задается в виде скаляра или вектора. Все номинальные значения должны быть больше 0 и иметь то же количество элементов, что и параметр Номинальная температура на входе. Если этот параметр задан в виде вектора, то скалярное значение определяется аппроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация вязкого трения значение Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate.

Единицы измерения

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)
Значение по умолчанию

[0.1, 1.0] kg/s
Имя для программного использования

mdot_nominal_heat_vector
Вычисляемый

Да

# Номинальная температура на входе — температура на входе в трубу
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

Номинальная температура жидкости на входе, используемая для расчета коэффициента теплопередачи, задается в виде скаляра или вектора. Все номинальные значения должны быть больше 0 и иметь то же количество элементов, что и параметр Номинальный массовый расход. Если этот параметр задан в виде вектора, скалярное значение определяется апроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Номинальный перепад температур и номинальный массовый расход.

Единицы измерения

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Значение по умолчанию

[293.15, 293.15] K
Имя для программного использования

T_inflow_nominal_vector
Вычисляемый

Да

# Номинальная температура на выходе — температура на выходе из трубы
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

Номинальная температура жидкости на выходе, используемая для расчета коэффициента теплопередачи, задается в виде скаляра или вектора. Все номинальные значения должны быть больше 0 и иметь то же количество элементов, что и параметр Номинальный массовый расход. Если этот параметр задан в виде вектора, скалярное значение определяется апроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Номинальный перепад температур и номинальный массовый расход.

Единицы измерения

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Значение по умолчанию

[300.0, 300.0] K
Имя для программного использования

T_outflow_nominal_vector
Вычисляемый

Да

# Номинальное давление на входе — давление на входе в трубу
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Номинальное давление жидкости на входе, используемое для расчета коэффициента теплопередачи, заданное в виде скаляра или вектора. Все номинальные значения должны быть больше 0 и иметь то же количество элементов, что и параметр Номинальный массовый расход. Если этот параметр задан в виде вектора, скалярное значение определяется апроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Номинальный перепад температур и номинальный массовый расход.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
Значение по умолчанию

[0.101325, 0.101325] MPa
Имя для программного использования

p_inflow_nominal_vector
Вычисляемый

Да

# Номинальная температура стенки — температура стенок трубы
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

Температура стенки трубы, используемая для расчета коэффициента теплопередачи, задается в виде скаляра или вектора. Все номинальные значения должны быть больше 0 и иметь то же количество элементов, что и параметр Номинальный массовый расход. Если этот параметр задан в виде вектора, скалярное значение определяется апроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Номинальный перепад температур и номинальный массовый расход.

Единицы измерения

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Значение по умолчанию

[303.15, 303.15] K
Имя для программного использования

T_wall_nominal_vector
Вычисляемый

Да

# Коэффициент a — эмпирическая константа в корреляции Диттуса-Болтера

Details

Эмпирическая константа для использования в корреляции Диттуса-Болтера. Это соотношение связывает число Нуссельта в турбулентных потоках с коэффициентом теплопередачи.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Dittus-Boelter correlation.

Значение по умолчанию

0.023
Имя для программного использования

a_dittus_boelter_const
Вычисляемый

Да

# Коэффициент b — эмпирическая константа в корреляции Диттуса-Болтера

Details

Эмпирическая константа для использования в корреляции Диттуса-Болтера. Это соотношение связывает число Нуссельта в турбулентных потоках с коэффициентом теплопередачи.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Dittus-Boelter correlation.

Значение по умолчанию

0.8
Имя для программного использования

b_dittus_boelter_const
Вычисляемый

Да

# Коэффициент c — эмпирическая константа в корреляции Диттуса-Болтера

Details

Эмпирическая константа для использования в корреляции Диттуса-Болтера. Это соотношение связывает число Нуссельта в турбулентных потоках с коэффициентом теплопередачи. Значение по умолчанию отражает теплопередачу в жидкости.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Dittus-Boelter correlation.

Значение по умолчанию

0.4
Имя для программного использования

c_dittus_boelter_const
Вычисляемый

Да

# Число Нуссельта для теплопередачи при ламинарном потоке — число Нуссельта, используемое в расчетах теплопередачи для ламинарных потоков

Details

Отношение конвективного теплообмена к кондуктивному в режиме ламинарного течения. Число Нуссельта жидкости влияет на скорость теплопередачи.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Геометрия поперечного сечения значение Custom, а для параметра Параметризация теплопередачи одно из следующих значений:

  • Закон Гнелинского

  • Номинальный перепад температур и номинальный массовый расход

  • Dittus-Boelter correlation

Значение по умолчанию

3.66
Имя для программного использования

Nu_laminar
Вычисляемый

Да

# Вектор числа Рейнольдса для коэффициента Колберна — числа Рейнольдса, при которых необходимо вычислять коэффициент Колберна

Details

Вектор чисел Рейнольдса для табличной параметризации коэффициента Колберна. Элементы вектора образуют независимую ось с параметром Вектор коэффициентов Колберна. Элементы вектора должны быть перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0. Этот параметр должен иметь то же количество элементов, что и Вектор коэффициентов Колберна. Для обратных потоков, или потоков от B к A, те же данные применяются в обратном направлении.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Табличная - коэффициент Колберна и число Рейнольдса.

Значение по умолчанию

[100.0, 150.0, 1000.0]
Имя для программного использования

Re_vector_colburn
Вычисляемый

Да

# Вектор коэффициентов Колберна — коэффициенты Колберна, при которых используются табличные числа Рейнольдса

Details

Вектор коэффициентов Колбруна для табличной параметризации коэффициента Колберна. Элементы вектора образуют независимую ось с параметром Вектор числа Рейнольдса для коэффициента Колберна. Этот параметр должен иметь такое же количество элементов, как и параметр Вектор числа Рейнольдса для коэффициента Колберна.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Табличная - коэффициент Колберна и число Рейнольдса.

Значение по умолчанию

[0.019, 0.013, 0.002]
Имя для программного использования

colburn_factor_vector
Вычисляемый

Да

# Вектор чисел Рейнольдса для числа Нуссельта — числа Рейнольдса для табличной параметризации числа Нуссельта

Details

Вектор чисел Рейнольдса для табличной параметризации числа Нуссельта. Этот вектор образует независимую ось с параметром Вектор чисел Прандтля для числа Нуссельта для двухмерной зависимости Nusselt number table. Элементы вектора должны быть перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Табличная - число Нуссельта, число Рейнольдса, число Прандтля.

Значение по умолчанию

[100.0, 150.0, 1000.0]
Имя для программного использования

Re_vector_Nu
Вычисляемый

Да

# Вектор чисел Прандтля для числа Нуссельта — числа Прандтля для табличной параметризации числа Нуссельта

Details

Вектор чисел Прандтля для табличной параметризации числа Нуссельта. Этот вектор образует независимую ось с параметром Вектор чисел Рейнольдса для числа Нуссельта для двухмерной зависимости Nusselt number table. Элементы вектора должны быть перечислены в порядке возрастания.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Табличная - число Нуссельта, число Рейнольдса, число Прандтля.

Значение по умолчанию

[1.0, 10.0]
Имя для программного использования

Pr_vector_Nu
Вычисляемый

Да

# Nusselt number table, Nu(Re,Pr) — числа Нуссельта при табличных числах Рейнольдса и Прандтля

Details

Матрица чисел Нуссельта на при указанных числах Рейнольдса и Прандтля. Между элементами таблицы используется линейная интерполяция. и – это размеры соответствующих векторов:

  • – количество элементов вектора в параметре Вектор чисел Рейнольдса для числа Нуссельта.

  • – количество элементов вектора в параметре Вектор чисел Прандтля для числа Нуссельта.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Параметризация теплопередачи значение Табличная - число Нуссельта, число Рейнольдса, число Прандтля.

Значение по умолчанию

[3.72 4.21; 3.75 4.44; 4.21 7.15]
Имя для программного использования

Nu_matrix
Вычисляемый

Да

Начальные условия

# Начальное давление жидкости — начальное давление в трубе или сегменте трубы
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

Начальное давление жидкости, заданное в виде скаляра или вектора. Вектор длиной элементов определяет давление жидкости для каждого из сегментов трубы. Если длина вектора равна двум элементам, давление вдоль трубы линейно распределяется между двумя значениями элементов. Если длина вектора составляет три или более элементов, начальное давление в -м сегменте задается -м элементом вектора.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости.

Единицы измерения

Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar
Значение по умолчанию

0.101325 MPa
Имя для программного использования

p_start
Вычисляемый

Да

# Начальная температура жидкости — начальная температура в трубе или сегменте трубы
K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR

Details

Начальная температура жидкости, заданная в виде скаляра или вектора. Вектор длиной элементов определяет температуру жидкости для каждого из сегментов трубы. Если длина вектора равна двум элементам, температура вдоль трубы линейно распределяется между двумя значениями элементов. Если длина вектора составляет три или более элементов, начальная температура в -м сегменте задается -м элементом вектора.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости.

Единицы измерения

K | degC | degF | degR | deltaK | deltadegC | deltadegF | deltadegR
Значение по умолчанию

293.15 K
Имя для программного использования

T_start
Вычисляемый

Да

# Начальный массовый расход из порта А в порт В — начальный массовый расход для расчета инерции
kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)

Details

Начальный массовый расход для труб с моделируемой инерцией жидкости.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Сжимаемость жидкости и флажок Инерция жидкости.

Единицы измерения

kg/s | N*s/m | N/(m/s) | lbf/(ft/s) | lbf/(in/s)
Значение по умолчанию

0.1 kg/s
Имя для программного использования

mdot_start
Вычисляемый

Да

Литература

  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 hervorgerufenen 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

Смотрите также

  1. Труба (ИЖ)

  2. Труба (ТЖ)

  3. Труба (Продвинутая) (ИЖ) == Примеры