Материал: 2199

7.1. Кольцевой дроссель (Annular Orifice)

Блок Annular Orifice представляет собой кольцевой дроссель, образованный круглыми трубкой и вставкой, которая может быть эксцентрично расположена относительно трубки. Поскольку радиальный зазор между трубкой и вставкой (R − r) много меньше диаметра вставки 2r, то режим движения жидкости будет ламинарным.

Рис. 37. Расчетная схема кольцевого дросселя

Расход через кольцевой дроссель может быть найден из уравнения Хагена Пуазейля:

где q – расход потока;

p – перепад давления; R – радиус отверстия; r – радиус вставки;

L – длина перекрытия;

ε – коэффициент эксцентриситета; e – эксцентриситет;

ρ – плотность жидкости; ν – кинематическая вязкость жидкости.

Этот блок используется также при моделировании утечек в клапанах, цилиндрах и т.д.

В модели приняты следующее допущение:

– инерция жидкости не учитывается.

56

Рис. 38. Окно параметров блока Annular Orifice

Orifice radius – радиус трубки.

Insert radius – радиус вставки.

Eccentricity – расстояние между центральными осями вставки и трубки. Параметр может быть положительным значением или равняться нулю (для коаксиальной конфигурации).

Initial length – начальное перекрытие между трубкой и вставкой. Параметр должен быть положительным. Параметр не зависит от ориентации отверстия.

Orifice orientation – ориентация отверстия. Может быть задана двумя различными способами, в зависимости от того увеличивается (Positive signal increases overlap) или уменьшается (Negative signal increases overlap)

перекрытие.

Блок имеет два гидравлических порта A и B, связанных с входным и выходным отверстиями кольцевого отверстия соответственно, а также физический порт S, который увеличивает или уменьшает перекрытие, в зависимости от значения параметра Orifice orientation.

7.2. Нерегулируемый дроссель (Fixed Orifice)

Блок Fixed Orifice представляет собой отверстие постоянной площадью поперечного сечения с острой кромкой. В нем расход является пропорциональным перепаду давления через отверстие. Модель учитывает ламинарные и турбулентные режимы потока, вычисляя число Рейнольдса Rе и сравнивая его значение с критическим числом Рейнольдса Rеcr.

57

Расход находится из следующих уравнений:

p pА pB;

где q – расход;

p – перепад давления;

pА, pВ – манометрические давления на входе и выходе в дроссель соответственно;

CD – коэффициент расхода;

A – площадь проходного сечения;

DH – гидравлический диаметр дросселя; ρ – плотность жидкости; ν – кинематическая вязкость жидкости.

В модели приняты следующие допущения:

–инерция жидкости не учитывается;

–переход между ламинарным и турбулентным режимами происходит мгновенно, когда Rе= Rеcr.

Orifice area – площадь отверстия.

Flow discharge coefficient – коэффициент расхода. Полуэмпирический параметр для характеристики дросселя. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно указывается в справочной литературе или в данных изготовителя.

Critical Reynolds number критическое число Рейнольдса, или максимальное число Рейнольдса, для ламинарного потока. Переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит при достижении числа Рейнольдса этому значению. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия и обычно указывается в справочной литературе. Для круглого отверстия в тонком материале с острыми гранями Rеcr=12.

58

Рис. 39. Окно параметров блока Fixed Orifice

Блок имеет два гидравлических порта A и B, связанных с входным и выходным отверстиями дросселя соответственно.

7.3. Регулируемый дроссель с круглым проходным сечением

(Orifice with Variable Area Round Holes)

Блок Orifice with Variable Area Round Holes представляет собой регу-

лируемый дроссель, состоящий из цилиндрической вставки (клапана) и гильзы с рядом круглых отверстий. Все отверстия имеют одинаковый диаметр, равномерно распространены по периметру гильзы, а их оси лежат в одной плоскости, пересекаясь в одной точке. Расход через дроссель пропорционален открытию клапана и перепаду

давления.

q – расход;

h – текущая координата положения клапана; d0 – диаметр отверстий в гильзе.

59

Рис. 40. Расчетная схема дросселя

Модель учитывает ламинарный и турбулентный режимы потока, вычисляя число Рейнольдса Re и сравнивая его значение с критическим числом Рейнольдса Recr.

Расход находится из следующих уравнений:

где q – расход;

p – перепад давления;

pА, pВ – манометрические давления на входе и выходе в дроссель соответственно;

CD – коэффициент расхода;

A(h) – мгновенная площадь проходного сечения дросселя; d0 – диаметр отверстий в гильзе;

z – число отверстий;

x0 – начальное положение клапана; x – конечное положение клапана; h – открытие клапана;

or – переменная, принимающая значение «+1», при открывании клапана и «-1», при его закрывании;

ρ – плотность жидкости;

v – кинематическая вязкость жидкости;

DH – мгновенный гидравлический диаметр отверстий дросселя;

Aleak – площадь, через которую происходит перетечка жидкости, при полном перекрытии отверстий;

60