GB/T 14513.3-2020 气动 使用可压缩流体元件的流量特性测定 第3部分:系统稳态流量特性的计算方法

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GB/T 14513.3-2020 气动 使用可压缩流体元件的流量特性测定 第3部分:系统稳态流量特性的计算方法

图C.8并联系统的计算程序流程图

T14513.32020/ISO63

图C.9子程序6流程示意图:按照7.4使用摩擦因数2(取决于雷诺数)计算管子或 软管在上游压力为P。时的流量参数

附录D (资料性附录) 流量特性未按ISO6358表达的元件

0.1.1本附录提供了流量特性未按ISO6358表达的元件和管道的补充信息DB33 T2523-2022商业综合体运营管理与评价规范.pdf,这些元件包括 a)由几何尺寸定义的管子(见D.2); b 流量特性由直管等效长度表示的截止阀和连接件(见D.3); c)流量特性由其他流量参数表示的阀(见D.4)。 0.1.2表D.1给出了表1未列出的其他符号

).2由几何尺寸定义的管子(见5.3.2)

D.2.1.1给定长度L和内径d的管子的流量特性可以由5.3.2.2或5.2.2.3中规定的方法计算 D.2.1.2 D.2.2给出了管子的实际尺寸。 D.2.1.3 D.2.3解释了式(4)~式(7)是如何从分析中得出的。 36

D.2.1.4D.2.4说明了式(13)~式(18)适用于空气的理由。

D.2.4说明了式(13)~式(18)适用于空气的理日

D.2.2树脂管的尺寸允许偏差

签来自ISO14743:2004。表格的最后一列给出了 根据外径和壁厚公差充许的内孔截面积充许偏差。 树脂管的声速流导与内孔截面积成正比,如果由内 径确定流量特性,这种评值应该以这个范围内的结果分布为前提

2树脂管的尺寸和公差

D.2.3流量特性由摩擦因数(取决于雷诺数)表达

D.2.3.1使用流量系数

D.2.3.1.1流量系数α与元件的出口几何面利

1流量系数α与元件的出口几何面积(S,)相关

中: S,一一元件的进口几何面积; S2一元件的出口几何面积。 D.2.3.1.2流量系数α的优点是具有加法性。这意味着可由全局流量系数α表征由i个元件串联构成 的系统的特性,由流量系数α;表征元件i的特性,它们之间的关系见式(D.2):

注:式(D.1)和式((D.2)来自EN1267:2012

注:式(D.1)和式(D.2)来自EN1267:2012

........................D.2

D.2.3.1.3可以定义两个流量参数

=1+ (+1) (+1)

D.2.3.1.4通过参数A和S,质量流量也可以由分别与上游和下游静压(ps和ps)相关的式(D.5)和式 (D.6)近似表达: 在亚声速流状态下(△力,

在亚声速流状态下(A.

注:式(D.5)对应于在恒定上游条件下的近似于四分之一椭圆的质量流量。 在爽塞流状态下(△力。≥力/s):

D.2.3.2管子的流量特性由摩擦因数表示的情况

APs1 /sRT,"

2.3.2.1在流经内径为d、长度为L的具有恒定截面积的管子,并考虑摩擦损失的情况下,压力损 数可由式(D.7)计算:

式中: 一平均Darcy摩擦因数。 注:Darcy摩擦因数入等于Fanning摩擦因数的四倍,适用于可压缩亚声速流,参见图D.1

D.2.3.2.2管子的流量系数αpine由式(D.8)

D.2.3.2.2管子的流量系数αpine由式(D.8)确定:

图D.1Moody摩擦因数示意图

D.2.3.2.3式(D.5)和式(D.6)是相对于静压的,而按照ISO6358确定的流量特性与滞止压力相关。因 比,在计算系统的流量特性时,有必要将管子的上游滞止压力转换为静压力,将管子的下游静压力转换 为滞止压力。根据滞止压力的定义,这些转换相当于等摘变换。管子上游侧等嫡变换由D.2.3.3给出, 管子下游侧等炳变换由D.2.3.5给出

D.2.3.3管子上游侧等炳变换

2.3.3.1在管子的上游侧,滞止压力和静压力之间的等摘变换等效于通过进口(即管子进口区域 于喉部区域的理想收缩型喷嘴,见图D.2。

有效面积按式(D.11)表示

D.2.3.4管子的流量特性

图D.2理想收缩型喷嘴上游等熵变换模型

=1+ .....(D.10 (+1) 入L (+1) (1 + AL d

元d2 X .(D.11 4 +

D.2.3.4.1当考虑到喷嘴的上游压力P,(相对于管子的上游滞止压力)和管子的下游静压力P时,可 使用管子的流量特性声速流导C和临界背压比b将式((D.5)和式(D.6)转换为式(D.12)和式(D.13):

可压缩性系数s由式(D.14)和式(D.15)计算流量

考虑到其上游滞止压力及下游静压力,由式(D.10)和式(D.11)结合式(D.14)和式(D.15)推导出式 (4)和式(5),得到管子的流量特性,

D.2.3.5管子下游侧等焰变换

在管子的下游侧,可采用GB/T14513.1一2017中的式(A.1)计算下游静压P与滞止压力P2之间 的等变换。

D.2.4基于空气测试结果的管子流量特性

D.2.4.1按照GB/T14513.1一2017中G.4的规定,在聚氨酯管中充人500kPa的空气进行试验,得到 5.3.2.3中的式(13)式(16)。已经证实这些计算公式可应用于聚酰胺管[使用式(17)中的摩擦因数] 对于钢管,其等效摩擦因数可由式(18)表示。 D.2.4.2图D.3显示了按照5.3.2.3中式(13)、式(17)和式(18)计算出的钢管和树脂管的声速流导

图D.3在500kPa下钢管和树脂管的声速流!

D.3.1截止阀或钢管用连接件的流量特性由直管等效长度L。表示,流量特性按照5.3.2计算,长度L 等于直管等效长度L。加上元件上下游管子的长度L哪e: L=Leq+Lpipe (D.16

止阀或钢管用连接件的流量特性由直管等效长度L表示,流量特性按照5.3.2计算,长度L 等效长度L加上元件上下游管子的长度L哪e: L=Leq+Lpip ·(D.16) D.4显示了各种元件和连接件的直管等效长度的经验数据。

图D.4阀门和钢管用连接件的直管等效长度

D.4流量特性由其他参数表示的元件

D.4.1流量特性用 C.表示的元件

D.4.1流量特性用C表示

.4.1.1从C、到 C的转换

注:C值的单位是m/(s·Pa)(ANR)

D.4.1.2转换系数的确认

图D.5各种气动方向控制阀的C值和C.值的叉

D.4.2流量特性用K,表示的元件

D.4.2.1从K、到 C 的转换

当使用K,表示元件的流量特性时,采用式(D.21)计算声速流导C,采用式(D.18)式(D.20)确定 在ISO6358中其他流量特性参数:

D.4.2.2转换系数的确认

D.4.3流量特性由公称流量9表示的元件

D.4.3.1从9到C的转换

当使用qN表示元件的流量特性时,采用式(D.22)计算声速流导C,采用式(D.18)~式(I ISO6358中其他流量特性参数:

D.4.3.2转换系数的确认

公称流量[dm*/min(ANR)]; —声速流导[dm/(s·bar)(ANR)]。 注:420=7[bar]×60[s/min]。 应该注意,式(D.22)中的转换可能会导致C产生土15%的误差。

本部分定义了系统设计期间选择元件的计算方法。设计人员需要系统设计的模拟信息,因此 GB/T14513中阐明的支持定性过程的实践信息非常实用。 图E.1显示了具有相同声速流导元件的典型流量特性。曲线1表示最凸形状,曲线4表示最平形 状。当这些元件串联或并联时,其组合流量特性有些像曲线1一样具有最凸形状,有些像曲线4一样具 有最平形状。基于这些结果,下面描述的是在这些特殊情况下元件连接的可视化结果

E.2具有相同形状流量特性曲线的多个元件串联的系统

E.2.1图E.2给出了串联系统的计算结果。

图E.1元件的典型流量特性

T14513.32020/ISO63

图E.2多个元件串联的系统流量特性

E.2.2当具有凸型特性的多个元件串联时,两个元件C降低至80%左右,三个元件70%左右,四个元 牛60%左右,六个元件50%左右。参数6对于两个元件减小到0.4左右,三个元件0.3左右,六个元件 .2左右。无论连接多少元件,参数m为0.5始终不变。 E.2.3当具有平型特性的多个元件串联时,两个元件C降低至65%左右,三个元件50%左右,六个元 牛30%左右。相对于E.2.2中具有凸起形状特征的元件,C值大约小了15%至20%。参数6对于两个 元件减小到0.1左右,4个或更多元件则无解。这意味着霆塞流区域消失。亚声速指数m随着元件的 曾多而增大;对于六个元件串联的系统,亚声速指数m约为1.3。

有不同形状流量特性曲线的两个元件串联的系经

E.3.1当系统中每个元件的声速流导C相同时

E.3.1.1图E.3给出了C值相同但6值和m值不同的两个元件串联的计算结果。 E.3.1.2当上游元件是元件(1)时,无论下游元件的流量特性形状如何,系统的C值为元件的80%,当 上游元件是元件(4)时,无论下游元件的流量特性的形状如何,系统的C值为元件的66%。这证明上游 元件对系统的声速流导有较大的影响。 当下游元件是元件(1)时,无论上游元件的流量特性的曲线形状如何,系统的临界背压比6值约为 0.3。当下游元件是元件(4)时,无论上游元件的流量特性的曲线形状如何,系统的临界背压比6值约为 0.1。这证明下游元件对系统的临界背压比有较大的影响。 亚声速指数M更受流量特性为平型的元件影响,无论是安装在上游还是下游。

E3.2当系统中每个元件的声速流导C不同

E.3.2.1当流量特性为凸型时

E.3.2.1.1图E.4给出了当两个元件的声速流导比Csmll/Clare=1/时的计算结果。声速流导比越小,C 越大。同时,当下游为Clarge时,C值大于当下游为Csmal时的值。当声速流导比为1:1时,声速流导C为 Cml的80%:为1:1.3时,C为91%和87%:为1:2时,C为100%和94%;为1:3时,C是100%和97%。

流量特性为凸型的两个元件串联的系统流量特

E.3.2.1.2声速流导比越小,b越大。同时当下游为Csmal时,b值大于当下游为Clarge时的值,当声速流 导比为1:1时,6为0.38;为1:3时,6为0.48和0.44。无论声速流导比或元件连接的顺序如何,参数 m为0.5始终不变。

E.3.2.1.2声速流导比越小JT/T 1108.1-2016 公路路域植被恢复材料 第1部分:植物材料,b越大。同时当下游为Csmal时,b值大于当下游为Clarge时的值,当声速流 导比为1:1时,6为0.38;为1:3时,b为0.48和0.44。无论声速流导比或元件连接的顺序如何,参数 m为0.5始终不变。 E.3.2.2当流量特性为平型时 E.3.2.2.1图E.5给出了流量特性为平型的两个元件连接时的计算结果,当声速流导比为1:1时,声 速流导C为Csmll的66%;当为1:1.3时,C为77%和74%;当为1:2时,C为90%和82%;当为1:3 时,C为98%和87%。

E.3.2.2当流量特性为平型时

.2.2.1图E.5给出了流量特性为平型的两个元件连接时的计算结果,当声速流导比为1:1时 流导C为Csmll的66%;当为1:1.3时,C为77%和74%;当为1:2时,C为90%和82%;当为1 C为98%和87%。

图E.5流量特性为平型的两个元件串联的系统流量特性

3.2.2.2当声速流导比为1:1时,6为0.08。但当比例变小时,如果下游元件的声速流导为Csm 新增加甚至超过0.1,如果下游元件的声速流导为Clarge,b逐渐减小直至零。不管声速流导比或元 接的顺序如何,参数m为1.1始终不变。

E.4两个元件并联的系统

图E.6给出了当具有不同C值的两个元件并联连接时的计算结果。在这种情况下,系统的声速流 导 C 是一个总和值。系统的 b 和 m 都受到声速流导为 C的元件的影响

DB1310/T 248-2021 美丽乡村 生活垃圾管理规范.pdfT14513.32020/ISO63

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