HYDROSYS
Возможности HydroSys
Научная новизна
Качественная модель
Качественная модель
Математическая модель
Математическая модель
Математическая модель
Математическая модель
Методика расчета гидросистем
Методика расчета гидросистем. Начальные данные
Методика расчета гидросистем. Последовательность расчета
Методика расчета гидросистем. Последовательность расчета
Практическое применение. Ценность
Практическое применение. Создание и изменение
Практическое применение. Начальные данные
Практическое применение. Расчет
Практическое применение. Результат
Базы данных
Базы данных. Создание
Базы данных. Изменение
Апробация работы.
Апробация работы.
Заключение
832.50K
Category: softwaresoftware

Программный комплекс для гидравлических расчетов. Возможности HydroSys

1. HYDROSYS

Программный комплекс
для гидравлических расчетов

2. Возможности HydroSys

Введение.
Расчет осевых и закрученных
потоков.
Возможности
Расчет гидросистем, образованных последовательностью
соединений отдельных участков, т.е. линейных.
HydroSys
Возможности Hy droSy s
Решение прямой задачи гидравлики,
кроме того, может быть подготовлен
для решения обратной и смешанных
гидравлических задач, в том числе неклассического типа (например, оптимизационных).

3. Научная новизна

Введение.
HydroSys
Принадлежность к информационным системам “открытого” типа
и возможность постоянного расширения его функциональных
возможностей без переделки существующих программных
единиц. Новый участок в HydroSys образуется путем создания
его расчетной схемы в простейшем текстовом редакторе.
Нау чная новизна

4. Качественная модель

Качественная модель.
HydroSys
Рассматривается гидросистема, образованная последовательно соединенными отдельными участками.
Качественная
модель
Известными
являются секундный
, температура Т и
массовый расход m
давление р рабочего тела (газ или жидкость), а также все геометрические характеристики элементов.
Т, р, m

5. Качественная модель

Качественная модель.
Физические свойства - плотность, - вяз-
кость текущей среды определяются заданными
значениями температуры и давления. Текущая
среда считается сжимаемой.
Процесс течения принимается изотермическим,
то есть температура на любом из участков гидросистемы остается постоянной и равной температуре на входе.
К
а
ч
е
с
т
в
е
н
н
а
я
м
о
д
е
л
ь
HydroSys
= (T, p)
= (T, p)
T = const
Необходимо провести расчет падения давления в гидросистеме, как суммы падений давления на каждом из участков
гидросистемы с учетом изменения физических свойств рабочего
тела за счет изменения давления и зависимости коэффициентов
сопротивления участков от режима течения.

6. Математическая модель

Математическая модель.
HydroSys
В основе математической модели гидросистемы лежит принцип её
декомпозиции на отдельные элементы - участки, для которых рассчитывается падения давления по заданным значениям плотности и скорости потока и определяемого экспериментально коэффициента сопротивления.
М
а
т
е
м
а
т
и
ч
е
с
к
а
я
м
о
д
е
л
ь
N
Δp Δ pi
i 1
р1
р2
рN
pi - потери давления на i -ом элементе или участке гидросистемы, N –
количество участков. Величина падения давления на отдельном участке
гидросистемы рассчитываются с помощью известной формулы
сопротивления.

7. Математическая модель

Математическая модель.
HydroSys
2
ρ
w
Δpi isum i i
2
isum = isum(Re,а)
isum - суммарный коэффициент гидравлического сопротивления i - го
М
а
т
е
м
а
т
и
ч
е
с
к
а
я
м
о
д
е
л
ь
участка гидросистемы, определяемый экспериментально и зависящий от числа Рейнольдса и геометрических параметров элемента;
– плотность текущей среды на i -м участке гидросистемы, определяемая давлением в потоке и его температурой;
wi – средняя скорость течения на i – м участке.

8. Математическая модель

Математическая модель.
HydroSys
Число Рейнольдса является основным динамическим параметром потока рабочего тела, характеризует режим течения, выражая собой отношение инерциальных сил к силам вязкости
wDH
Re
где DH – гидравлический диаметр; – кинематический коэффициент
вязкости.
М
а
т
е
м
а
т
и
ч
е
с
к
а
я
м
о
д
е
л
ь
В частном случае можно полагать, что течение изотермическое, и все
Ti = T0 , где T0 – температура на входе. Скорость потока рабочего тела может быть вычислена по заданной величине секундного массового расхода
m
w
ρF
F – площадь поперечного сечения.

9. Математическая модель

Математическая модель.
HydroSys
Коэффициент гидравлического сопротивления представляется в виде суммы коэффициента сопротивления трения fr и коэффициента
местных гидравлических сопротивлений loc
sum fr loc
где
fr
l
Dh
М
а
т
е
м
а
т
и
ч
е
с
к
а
я
м
о
д
е
л
ь
Здесь - коэффициент сопротивления движению жидкости в участке
гидросистеме вследствие трения. Определяемые экспериментально
коэффициенты сопротивления приводятся в справочной литературе.

10. Методика расчета гидросистем

Методика расчета гидросистем. HydroSys
Предлагаемая методика позволяет рассчитывать линейные гидросистемы. При этом любая из них рассматривается
как гидравлическая сеть с некоторым числом разнообразных
фасонных частей, различных препятствий в виде дроссельных
и иных видов устройств.
М
е
т
о
д
и
к
а
р
а
с
ч
е
т
а
г
и
д
р
о
с
и
с
т
е
м
В основе методики расчета гидросистем лежит принцип их
декомпозиции на отдельные элементы – участки. Расчет падения давления в гидросистеме сводится к последовательности
расчетов падения давления на каждом отдельном участке, после чего полученные значения потерь давления суммируются.

11. Методика расчета гидросистем. Начальные данные

Методика расчета гидросистем. HydroSys
В связи с задачами, поставленными при проектировании,
наиболее часто приходится решать прямую задачу гидравлики, для которой исходными данными являются:
Вид рабочего тела;
Давление в рабочем теле на входе в гидросистему, Р0;
Температура рабочего тела на входе, Т0;
Массовый расход рабочего тела на входе, m
;
Геометрические размеры всех участков гидросистемы.
М
е
т
о
д
и
к
а
р
а
с
ч
е
т
а
г
и
д
р
о
с
и
с
т
е
м
.
Н
а
ч
а
л
ь
н
ы
е
д
а
н
н
ы
е
Последовательность расчета каждого участка гидросистемы,
при условии, что исходные данные известны, состоит в следующих вычислениях

12. Методика расчета гидросистем. Последовательность расчета

Методика расчета гидросистем. HydroSys
1.
Плотность рабочего тела и вязкость определяются
по таблицам по заданным значениям Pi и Т
М
е
т
о
д
и
к
а
р
а
с
ч
е
т
а
г
и
д
р
о
с
и
с
т
е
м
.
П
о
с
л
е
д
о
в
а
т
е
л
ь
н
о
с
т
ь
р
а
с
ч
е
т
а
2.
Площадь F и периметр сечения участка, ортогонального направлению
потока, вычисляются по соответствующим геометрическим формулам
3.
4.
Определение гидравлического диаметра участка
4F
Dh
Скорость рабочего тела вычисляется согласно условию постоянства
m
массового расхода W 0
F

13. Методика расчета гидросистем. Последовательность расчета

Методика расчета гидросистем. HydroSys
6.
Определение коэффициента гидравлического сопротивления sum как
суммы коэффициента местного сопротивления и коэффициента сопротивления трения производится с помощью
справочника.
М
е
т
о
д
и
к
а
р
а
с
ч
е
т
а
г
и
д
р
о
с
и
с
т
е
м
.
П
о
с
л
е
д
о
в
а
т
е
л
ь
н
о
с
т
ь
р
а
с
ч
е
т
а
7.
5.
Определение числа
Рейнольдса
W Dh
Re
Завершение расчета участка гидросистемы: определение перепада давле2
ния в элементе
sum ρi wi
Δpi i
8.
2
Вычислить давление на выходе из этого участка и провести расчет
физических параметров текущей среды при новых значениях давления –
плотности, коэффициентов динамической и кинематической вязкости.

14. Практическое применение. Ценность

Практическое применение. HydroSys
П
р
а
к
т
и
ч
е
с
к
о
е
п
р
и
м
е
н
е
н
и
е
.
Ц
е
н
н
о
с
т
ь
Может эксплуатироваться инженером, имеющим минимальные
навыки в работе на персональном компьютере, при конструировании или расчете линейных
гидравлических систем, как для
известных конструкций, так и
для принципиально новых.

15. Практическое применение. Создание и изменение

Практическое применение. HydroSys
Создание и
добавление
нового участка
в гидросистему
производится
нажатием
нескольких
кнопок
П
р
а
к
т
и
ч
е
с
к
о
е
п
р
и
м
е
н
е
н
и
е
.
С
о
з
д
а
н
и
е
и
и
з
м
е
н
е
н
и
е

16. Практическое применение. Начальные данные

Практическое применение. HydroSys
П
р
а
к
т
и
ч
е
с
к
о
е
п
р
и
м
е
н
е
н
и
е
.
Н
а
ч
а
л
ь
н
ы
е
д
а
н
н
ы
е
Начальные данные для расчета указываются в соответствующих окошках. Рабочее тело и его агрегатное состояние
выбираются из раскрывающихся списков.

17. Практическое применение. Расчет

Практическое применение. HydroSys
Расчет можно производить двумя способами
П
р
а
к
т
и
ч
е
с
к
о
е
п
р
и
м
е
н
е
н
и
е
.
Р
а
с
ч
е
т
или
Все изделие сразу
Последовательно
для каждого участка

18. Практическое применение. Результат

Практическое применение. HydroSys
Результат может быть представлен в виде:
Численном
Графическом
Специально созданного
протокола
П
р
а
к
т
и
ч
е
с
к
о
е
п
р
и
м
е
н
е
н
и
е
.
Р
е
з
у
л
ь
т
а
т

19. Базы данных

Базы данных.
HydroSys
HydroSys обладает базой данных теплофизических свойств
рабочих тел. Файлы содержат значения вязкости, плотности и
коэффициентов сопротивления.
Б
а
з
ы
д
а
н
н
ы
х

20. Базы данных. Создание

Базы данных.
HydroSys
База данных может быть пополнена одним из двух способов:
1) Создание новых файлов. Сначала файл создается в простейшем текстовом редакторе, затем конвертируется в самой программе HydroSys.
Б
а
з
ы
д
а
н
н
ы
х
.
С
о
з
д
а
н
и
е

21. Базы данных. Изменение

Базы данных.
2) Изменение старых файлов.
Б
а
з
ы
д
а
н
н
ы
х
.
И
з
м
е
н
е
н
и
е
HydroSys

22. Апробация работы.

HydroSys
Апробация работы программного комплекса проводилась в КБ
Химавтоматики путем сопоставления результатов экспериментов
с данными, полученными средствами HydroSys.
В качестве примера приведены результаты расчета центробежной крупнорасходной соосно-струйной форсунки с закруткой
потока на входе.
А
п
р
о
б
а
ц
и
я
р
а
б
о
т
ы
.

23. Апробация работы.

HydroSys
Сравнение результатов проливок* с результатами расчета,
проведенного с помощью HydroSys
Жидкий кислород
20
20
17,35
17,35
15
12,06
А
п
р
о
б
а
ц
и
я
р
а
б
о
т
ы
.
12,08
10
6,6
5
6,6
0
Перепад давления, бар
Перепад давления, бар
Вода
18,06
18,04
15
10
9,95
7,63
7,65
5
0
0
0,5
1
1,5
Массовый расход, кг/с
2
Проливка
0
2
4
6
Массовый расход, кг/с
8
HydroSys
* Результаты проливок являются обобщением большого количества экспериментальных данных

24. Заключение

HydroSys
Заключение.
Простота создания
различных гидросистем
Стандартные окна
Простота расчета
Простота эксплуатации
З
а
к
л
ю
ч
е
н
и
е
Возможность расширения
функциональных возможностей
Создание новых
участков
Создание новых
файлов базы данных

25.

Заключение.
HydroSys
З
а
к
л
ю
ч
е
н
и
е
Презентация подготовлена Голиковой Е.В.
English     Русский Rules