Документация Engee

Pipe (Advanced) (TL)

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 Pipe (Advanced) (TL) 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 Elevation gain from port A to port 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 Cross-sectional geometry, чтобы задать форму трубы.

Круглая (Circular)

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

Кольцевая (Annular)

Номинальный гидравлический диаметр равен разнице между значениями параметров Pipe outer diameter и Pipe inner diameter = . Площадь поперечного сечения трубы составляет .

Прямоугольная (Rectangular)

Номинальный гидравлический диаметр составляет ,

где

  • – ширина поперечного сечения трубы Pipe height.

  • – высота попереченого сечения трубы Pipe width.

Площадь поперечного сечения отверстия трубы составляет

Эллиптическая (Elliptical)

Номинальный гидравлический диаметр составляет

где

  • – большая ось эллиптического поперечного сечения Pipe major axis.

  • – малая ось эллиптического попереченого сечения Pipe minor axis.

Площадь поперечного сечения отверстия трубы составляет

Равнобедренный треугольник (Isosceles triangular)

Номинальный гидравлический диаметр составляет

где

  • – длина стороны треугольника Pipe side length.

  • – угол при вершине треугольника Pipe vertex angle.

Площадь поперечного сечения отверстия трубы составляет

Пользовательская (Custom)

Вы можете указать площадь поперечного сечения отверстия трубы с помощью параметра Cross-sectional area. Номинальный гидравлический диаметр – это значение параметра Hydraulic diameter.

Гибкость стенки

Можно моделировать гибкие стенки для всех геометрических форм поперечного сечения.

При моделировании гибких стенок вы можете использовать параметр Volumetric expansion specification, чтобы задать объемное расширение площади поперечного сечения отверстия трубы.

Если для параметра Volumetric expansion specification установлено значение Cross-sectional area vs. pressure, 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 Static gauge pressure to cross-sectional area gain.

    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 Volumetric expansion time constant.

Если для параметра Volumetric expansion specification установлено значение Coss-sectional area vs. pressure - Tabulated, блок использует для вычисления то же уравнение, что и для Cross-sectional area vs. pressure. Значение определяется с помощью функции поиска по таблице:

где

  • – вектор избыточных давлений Static gauge pressure vector;

  • – вектор площадей поперечного сечения отверстий труб Cross sectional area gain vector.

Если для параметра Volumetric expansion specification установлено значение Hydraulic diameter vs. pressure, 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 Static gauge pressure to hydraulic diameter gain.

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

Если для параметра Volumetric expansion specification установлено значение Based on material properties, блок использует то же уравнение для , что и для Hydraulic diameter vs. pressure, но вычисляет в зависимости от значения параметра Material behavior.

Эта параметризация предполагает цилиндрический тонкостенный сосуд под давлением, где

Когда для параметра Material behavior установлено значение Linear elastic,

где

  • – модуль Юнга Young’s modulus.

  • – коэффициент Пуассона Poisson’s ratio.

  • , где – толщина стенки трубы Pipe wall thickness.

Если для параметра Material behavior 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 Stress vector и Strain vector;

  • , 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 Pipe thermal expansion, 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 Material behavior установлено значение Cross-sectional area vs. pressure, Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated или Hydraulic diameter vs. pressure и выбран параметр Pipe thermal expansion, блок добавляет член теплового расширения при расчете площади или диаметра.

Если для параметра Material behavior установлено значение Cross-sectional area vs. pressure,

где

  • – коэффициент теплового расширения трубы Coefficient of thermal expansion;

  • ;

  • – температура жидкости на внутреннем узле блока;

  • – эталонная температура для теплового расширения трубы Thermal expansion reference temperature.

Если для параметра Material behavior установлено значение Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated,

Если для параметра Material behavior установлено значение Hydraulic diameter vs. pressure,

Если для параметра Material behavior установлено значение Multilinear elastic и выбран параметр Pipe thermal expansion, блок вычисляет как:

где

Теплопередача стенки трубы

Вы можете включить теплопередачу к стенкам трубы с помощью параметра Heat transfer parameterization.

Существует две аналитические модели:

  • Gnielinski correlation, 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 Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate, Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number и Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number 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 Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate, где – средняя теплопроводность теплопроводной жидкости по всей трубе, а – среднее число Нуссельта в трубе.

Аналитические параметризации

Если для параметра Heat transfer parameterization задано значение Gnielinski correlation и поток турбулентный, среднее число Нуссельта рассчитывается как:

где

  • – средний коэффициент трения Дарси, согласно соотношению Хааланда:

    где – абсолютная шероховатость стенок трубы Internal surface absolute roughness;

  • – число Рейнольдса;

  • – число Прандтля.

Когда поток ламинарный, данные из [1] определяют, как число Нуссельта зависит от параметра Cross-sectional geometry:

  • Если для параметра Cross-sectional geometry установлено значение Circular, число Нуссельта равно 3,66.

  • Если для параметра Cross-sectional geometry установлено значение Annular, 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 Cross-sectional geometry установлено значение Rectangular, 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 Cross-sectional geometry установлено значение Elliptical, 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 Cross-sectional geometry установлено значение Isosceles triangular, 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 Cross-sectional geometry установлено значение Custom, число Нуссельта является значением параметра Число Нуссельта для теплопередачи при ламинарном потоке.

Если Heat transfer parameterization имеет значение Dittus-Boelter correlation и поток турбулентный, среднее число Нуссельта рассчитывается как:

где

  • – эмпирическая константа Coefficient a.

  • – эмпирическая константа Exponent b.

  • – эмпирическая константа Exponent c.

В блоке по умолчанию используется соотношение Диттуса-Болтера:

Когда поток ламинарный, число Нуссельта зависит от параметра Cross-sectional geometry.

Параметризация по табличным данным

Если для параметра Heat transfer parameterization установлено значение Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number, среднее число Нуссельта рассчитывается как:

где – коэффициент Колберна-Чилтона.

Если для параметра Heat transfer parameterization установлено значение Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number, число Нуссельта интерполируется из трехмерного массива среднего числа Нуссельта как функции среднего числа Рейнольдса и среднего числа Прандтля:

Если для параметра Heat transfer parameterization 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 Nominal wall temperature.

  • – температура на входе в трубу Nominal inflow temperature.

  • – температура на выходе из трубы Nominal outflow temperature.

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 Local resistances specification установлено значение Aggregate equivalent length 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 Cross-sectional geometry 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 , Surface roughness specification, 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 Internal surface absolute roughness с помощью настройки Custom.

  • — плотность внутренней жидкости.

Если для параметра Local resistances specification установлено значение Local loss coefficient 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 Total local loss coefficient либо как отдельный коэффициент, либо как сумма всех коэффициентов потерь вдоль трубы.

Зависимость номинального перепада давления от номинального массового расхода

Если для параметра Viscous friction parameterization 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 Viscous friction parameterization установлено значение Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number, то потери давления при вязком трении определяются на основе предоставленных пользователем табличных данных для параметров Darcy friction factor vector и Reynolds number vector for turbulent Darcy friction factor. 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 Pipe (Advanced) (TL). 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 Pipe (Advanced) (TL) для каждого сегмента и используйте тепловые порты для задания теплового граничного условия.

Баланс массы

Если не установлен флажок Fluid dynamic compressibility, 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 Fluid dynamic compressibility и снят флажок Flexible pipe wall, 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 Controlled elevation gain.

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 Controlled graviational acceleration.

Типы данных

Float64
Поддержка комплексных чисел

Нет

Параметры

Configuration

# Fluid dynamic compressibility — учет динамической сжимаемости жидкости

Details

Определяет, будет ли учитываться динамическая сжимаемость жидкости. Если установлен флажок Fluid dynamic compressibility, 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

# Fluid inertia — 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 Fluid dynamic compressibility.

Значение по умолчанию

false (выключено)
Имя для программного использования

inertia
Вычисляемый

Нет

# Number of segments — 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

# Pipe total length — 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

# Cross-sectional geometry — геометрия поперечного сечения трубы
Circular | Annular | Rectangular | Elliptical | Isosceles triangular | Custom

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

# Pipe diameter — 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 Cross-sectional geometry значение Circular.

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

# Pipe inner diameter — 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 Cross-sectional geometry значение Annular.

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

# Pipe outer diameter — 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 Cross-sectional geometry значение Annular.

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

# Pipe width — 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 Cross-sectional geometry значение Rectangular.

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

# Pipe height — 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 Cross-sectional geometry значение Rectangular.

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

# Pipe major axis — 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 Cross-sectional geometry значение Elliptical.

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

# Pipe minor axis — 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 Cross-sectional geometry значение Elliptical.

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

# Pipe side length — 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 Cross-sectional geometry значение Isosceles triangular.

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

# Pipe vertex angle — 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 Cross-sectional geometry значение Isosceles triangular.

Единицы измерения

deg | rad | rev | mrad
Значение по умолчанию

30.0 deg
Имя для программного использования

triangular_vertex_angle
Вычисляемый

Да

# Cross-sectional area — 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 Cross-sectional geometry 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

# Hydraulic diameter — 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 Cross-sectional geometry 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

# Controlled elevation gain — спецификация подъема трубы

Details

Если этот флажок не установлен, то высота подъема трубы от порта A до B постоянна и задается в параметре Elevation gain from port A to port 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

# Elevation gain from port A to port 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 Controlled elevation gain.

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

# Controlled graviational acceleration — 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)

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)
Значение по умолчанию

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

g_const
Вычисляемый

Да

Viscous Friction

# Viscous friction parameterization — метод расчета потери давления из-за трения о стенки
Номинальный перепад давления | Haaland correlation | Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number

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

# Nominal mass flow rate — 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 Viscous friction parameterization 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 Nominal mass flow rate. Если этот параметр задан в виде вектора, то скалярное значение определяется аппроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Viscous friction parameterization 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

# Mass flow rate threshold for flow reversal — 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 Viscous friction parameterization 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

# Local resistances specification — метод количественной оценки потерь давления в соотношении Хааланда
Aggregate equivalent length | Local loss coefficient

Details

Метод количественной оценки потерь давления из-за неоднородности труб.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Viscous friction parameterization значение Haaland correlation.

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 Viscous friction parameterization значение Haaland correlation, а для параметра Local resistances specification значение Aggregate equivalent length.

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

# Total local loss coefficient — 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 Viscous friction parameterization значение Haaland correlation, а для параметра Local resistances specification значение Local loss coefficient.

Значение по умолчанию

0.1
Имя для программного использования

C_local_loss
Вычисляемый

Да

# Surface roughness specification — материал трубы для определения шероховатости
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

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Viscous friction parameterization значение Haaland correlation.

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

# Internal surface absolute roughness — 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 Viscous friction parameterization значение Haaland correlation, а для параметра Surface roughness specification 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

# Reynolds number vector for turbulent Darcy friction factor — вектор чисел Рейнольдса для табличной параметризации

Details

Вектор чисел Рейнольдса для табличной параметризации коэффициента трения Дарси. Элементы вектора Reynolds number vector for turbulent Darcy friction factor соответствуют элементам вектора Darcy friction factor vector. 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 Viscous friction parameterization значение Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number.

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

# Darcy friction factor vector — вектор коэффициентов трения для табличной параметризации

Details

Вектор коэффициентов трения Дарси для табличной параметризации коэффициента трения Дарси. Элементы вектора Darcy friction factor vector соответствуют элементам вектора Reynolds number vector for turbulent Darcy friction factor. Элементы вектора должны быть уникальными и больше или равны 0.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Viscous friction parameterization значение Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number.

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 Viscous friction parameterization одно из следующих значений:

  • Haaland correlation

  • Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number

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 Viscous friction parameterization одно из следующих значений:

  • Haaland correlation

  • Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number

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 Cross-sectional geometry не установлен на Custom, то значение этого параметра равно 64.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Viscous friction parameterization одно из следующих значений:

  • Haaland correlation

  • Tabulated data - Darcy friction factor vs. Reynolds number

А для параметра Cross-sectional geometry установите значение Custom.

Значение по умолчанию

64.0
Имя для программного использования

shape_factor
Вычисляемый

Да

Pipe Wall

# Flexible pipe wall — 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 Fluid dynamic compressibility.

Значение по умолчанию

false (выключено)
Имя для программного использования

wall_flexibility
Вычисляемый

Нет

# Volumetric expansion specification — метод задания объемного расширения площади поперечного сечения трубы
Cross-sectional area vs. pressure | Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated | Hydraulic diameter vs. pressure | Based on material properties

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall.

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

# Static gauge pressure to cross-sectional area gain — коэффициент деформации трубы в зависимости от площади
m^2/MPa

Details

Коэффициент для расчета деформации трубы, если для Volumetric expansion specification установлено значение Cross-sectional area vs. pressure. Коэффициент умножается на перепад давления между давлением в сегменте и атмосферным давлением.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, а для параметра Volumetric expansion specification установите значение Cross-sectional area vs. pressure.

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

# Static gauge pressure vector — 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 Cross sectional area gain vector.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, а для параметра Volumetric expansion specification установите значение Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated.

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

# Cross sectional area gain vector — 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 Static gauge pressure vector.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, а для параметра Volumetric expansion specification установите значение Cross-sectional area vs. pressure - Tabulated.

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

# Static gauge pressure to hydraulic diameter gain — коэффициент деформации трубы в зависимости от диаметра
m/MPa

Details

Коэффициент для расчета деформации трубы, если для Volumetric expansion specification установлено значение Hydraulic diameter vs. pressure. Коэффициент умножается на перепад давления между давлением в сегменте и атмосферным давлением.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, а для параметра Volumetric expansion specification установите значение Hydraulic diameter vs. pressure.

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

# Material behavior — метод, используемый для задания поведения материала
Linear Elastic | Multilinear Elastic

Details

Метод, который блок использует для расчета поведения материала.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, а для параметра Volumetric expansion specification установите значение Based on material properties.

Значения

Linear Elastic | Multilinear Elastic
Значение по умолчанию

Linear Elastic
Имя для программного использования

material_behavior_model
Вычисляемый

Нет

# Pipe wall thickness — 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 Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, а для параметра Volumetric expansion specification установите значение Based on material properties.

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

# Young's modulus — 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 Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, для параметра Volumetric expansion specification установите значение Based on material properties, а для параметра Material behavior значение Linear Elastic.

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

# Stress vector — 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 Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, для параметра Volumetric expansion specification установите значение Based on material properties, а для параметра Material behavior значение Multilinear Elastic.

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

# Strain vector — вектор деформации материала стенки трубы

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, для параметра Volumetric expansion specification установите значение Based on material properties, а для параметра Material behavior значение Multilinear Elastic.

Значение по умолчанию

[0.004, 0.02]
Имя для программного использования

strain_vector
Вычисляемый

Да

# Check if stress exceeds allowable level — уведомление, когда напряжение превышает заданный максимум
None | Error

Details

Значение этого параметра определяет поведение блока, когда напряжение превысит максимальное напряжение, указанное параметром Maximum allowable stress.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, для параметра Volumetric expansion specification установите значение Based on material properties, а для параметра Material behavior значение Multilinear Elastic.

Значения

None | Error
Значение по умолчанию

None
Имя для программного использования

stress_assert_action
Вычисляемый

Нет

# Maximum allowable stress — 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 Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, для параметра Volumetric expansion specification установите значение Based on material properties, для параметра Material behavior значение Multilinear Elastic, а для параметра Check if stress exceeds specified allowable level значение Error.

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

# Poisson's ratio — коэффициент Пуассона материала стенки трубы

Details

Коэффициент Пуассона материала, из которого изготовлена стенка трубы.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall, а для параметра Volumetric expansion specification установите значение Based on material properties.

Значение по умолчанию

0.33
Имя для программного использования

poisson_ratio
Вычисляемый

Да

# Volumetric expansion time constant — 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 Fluid dynamic compressibility и флажок Flexible pipe wall.

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

# Pipe thermal expansion — тепловое расширение трубы

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Fluid dynamic compressibility, а для параметра Pipe wall specification установите значение Flexible.

Значение по умолчанию

false (выключено)
Имя для программного использования

thermal_expansion
Вычисляемый

Нет

# Coefficient of thermal expansion — 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 Fluid dynamic compressibility, для параметра Pipe wall specification установите значение Flexible, а затем установите флажок Pipe thermal expansion.

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

# Thermal expansion reference temperature — 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 Fluid dynamic compressibility, для параметра Pipe wall specification установите значение Flexible, а затем установите флажок Pipe thermal expansion.

Единицы измерения

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

293.15 K
Имя для программного использования

T_alpha
Вычисляемый

Да

Heat Transfer

# Heat transfer parameterization — метод конвективного теплообмена со стенкой трубы
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

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

# Nominal mass flow rate — 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 Nominal inflow temperature. Если этот параметр задан в виде вектора, то скалярное значение определяется аппроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Viscous friction parameterization 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

# Nominal inflow temperature — 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 Nominal mass flow rate. Если этот параметр задан в виде вектора, скалярное значение определяется апроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Heat transfer parameterization значение Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate.

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

# Nominal outflow temperature — 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 Nominal mass flow rate. Если этот параметр задан в виде вектора, скалярное значение определяется апроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Heat transfer parameterization значение Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate.

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

# Nominal inflow pressure — 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 Nominal mass flow rate. Если этот параметр задан в виде вектора, скалярное значение определяется апроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Heat transfer parameterization значение Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate.

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

# Nominal wall temperature — 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 Nominal mass flow rate. Если этот параметр задан в виде вектора, скалярное значение определяется апроксимацией по методу наименьших квадратов.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Heat transfer parameterization значение Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate.

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

# Coefficient 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 Heat transfer parameterization значение Dittus-Boelter correlation.

Значение по умолчанию

0.023
Имя для программного использования

a_dittus_boelter_const
Вычисляемый

Да

# Exponent 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 Heat transfer parameterization значение Dittus-Boelter correlation.

Значение по умолчанию

0.8
Имя для программного использования

b_dittus_boelter_const
Вычисляемый

Да

# Exponent 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 Heat transfer parameterization 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 Cross-sectional geometry значение Custom, а для параметра Heat transfer parameterization одно из следующих значений:

  • Gnielinski correlation

  • Nominal temperature differential vs. nominal mass flow rate

  • Dittus-Boelter correlation

Значение по умолчанию

3.66
Имя для программного использования

Nu_laminar
Вычисляемый

Да

# Reynolds number vector for Colburn factor — числа Рейнольдса, при которых необходимо вычислять коэффициент Колберна

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Heat transfer parameterization значение Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number.

Значение по умолчанию

[100.0, 150.0, 1000.0]
Имя для программного использования

Re_vector_colburn
Вычисляемый

Да

# Colburn factor vector — коэффициенты Колберна, при которых используются табличные числа Рейнольдса

Details

Вектор коэффициентов Колбруна для табличной параметризации коэффициента Колберна. Элементы вектора образуют независимую ось с параметром Reynolds number vector for Colburn factor. Этот параметр должен иметь такое же количество элементов, как и параметр Reynolds number vector for Colburn factor.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Heat transfer parameterization значение Tabulated data - Colburn factor vs. Reynolds number.

Значение по умолчанию

[0.019, 0.013, 0.002]
Имя для программного использования

colburn_factor_vector
Вычисляемый

Да

# Reynolds number vector for Nusselt number — числа Рейнольдса для табличной параметризации числа Нуссельта

Details

Вектор чисел Рейнольдса для табличной параметризации числа Нуссельта. Этот вектор образует независимую ось с параметром Prandtl number vector for Nusselt number 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 Heat transfer parameterization значение Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

Значение по умолчанию

[100.0, 150.0, 1000.0]
Имя для программного использования

Re_vector_Nu
Вычисляемый

Да

# Prandtl number vector for Nusselt number — числа Прандтля для табличной параметризации числа Нуссельта

Details

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

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Heat transfer parameterization значение Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

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 Reynolds number vector for Nusselt number.

  • – количество элементов вектора в параметре Prandtl number vector for Nusselt number.

Зависимости

Чтобы использовать этот параметр, установите для параметра Heat transfer parameterization значение Tabulated data - Nusselt number vs. Reynolds number & Prandtl number.

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 Fluid dynamic compressibility.

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

# Initial liquid temperature — 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 Fluid dynamic compressibility.

Единицы измерения

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

293.15 K
Имя для программного использования

T_start
Вычисляемый

Да

# Initial mass flow rate from port A to port B — 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 Fluid dynamic compressibility и флажок Fluid inertia.

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. Pipe (Advanced) (IL)