Распределительный клапан с 2 путями
Гидравлический непрерывный распределительный клапан с 2 путями
Библиотека
Распределительные клапаны
Описание
Блок Directional Valve С 2 путями представляет непрерывный, распределительный клапан с 2 путями, также называемый клапаном отключения. Это - устройство, которое управляет связью между двумя строками. Блок имеет две гидравлических связи, соответствующие, чтобы вставить порт (A) и порт выхода (B), и одно подключение порта физического сигнала (S), который управляет положением шпульки. Блок создается на основе блока Variable Orifice, где параметр Orifice orientation устанавливается на Opens in positive direction. Это означает, что положительный x сигнала в порте S открывает отверстие, и его мгновенный вводный h вычисляется можно следующим образом:
где
h | Открытие отверстия |
x0 | Начальное открытие |
x | Управляйте членским перемещением от исходного положения |
Поскольку блок основан на переменном отверстии, можно выбрать одну из следующих образцовых опций параметризации:
By maximum area and opening— Используйте эту опцию, если таблица данных обеспечивает только область максимума отверстия и штрих максимума участника управления.By area vs. opening table— Используйте эту опцию, если каталог или таблица данных предоставляют таблицу области прохода отверстия на основе перемещения участника управленияA=A(h).By pressure-flow characteristic— Используйте эту опцию, если каталог или таблица данных предоставляют двумерную таблицу характеристик потока давленияq=q(p,h).
В первом случае область прохода принята, чтобы линейно зависеть от перемещения участника управления, то есть, отверстие принято, чтобы быть закрытым в исходном положении участника управления (нулевое смещение), и максимальное открытие происходит в максимальном смещении. Во втором случае область прохода определяется одномерной интерполяцией из таблицы A=A(h). Скорость потока жидкости определяется аналитически, который дополнительно требует данных, таких как коэффициент выброса потока, критическое число Рейнольдса, и жидкая плотность и вязкость. Вычисление составляет режимы ламинарного и турбулентного течения путем контроля числа Рейнольдса и сравнения его значения с критическим числом Рейнольдса. Смотрите страницу с описанием блока Variable Orifice для деталей. В обоих случаях маленькая область утечки принята, чтобы существовать даже после того, как отверстие будет полностью закрыто. Физически, это представляет возможное разрешение в закрытом клапане, но основная цель параметра состоит в том, чтобы поддержать числовую целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после того, как клапан полностью закрывается. Изолированная или “зависающая” часть системы могла влиять на вычислительную эффективность и даже заставить симуляцию перестать работать.
В третьем случае, когда отверстие задано его характеристиками потока давления, скорость потока жидкости определяется двумерной интерполяцией. В этом случае ни режим потока, ни уровень утечки не учтены, потому что эти функции приняты, чтобы быть введенными через сведенные в таблицу данные. Характеристики потока давления заданы с тремя наборами данных: массив открытий отверстия, массив перепадов давления через отверстие и матрица значений скорости потока жидкости. Каждое значение скорости потока жидкости соответствует определенной комбинации открытия и перепада давления. Другими словами, характеристики должны быть представлены как Декартова mesh, т.е. значения функции должны быть заданы в вершинах прямоугольного массива. Массивы аргументов (открытия и перепады давления) должны строго увеличиваться. Вершины могут быть неоднородно расположены с интервалами. У вас есть выбор трех методов интерполяции и двух методов экстраполяции.
Блок положительное направление от порта к порту B. Это означает, что скорость потока жидкости положительна, если она вытекает к B, и перепад давления определяется как . Положительный сигнал в порте S физического сигнала открывает клапан.
Основные предположения и ограничения
Жидкая инерция не учтена.
Буферизуйте загрузку, такую как инерция, пружина, гидравлические силы, и так далее, не учтены.
Параметры
- Model parameterization
Выберите один из следующих методов для определения клапана:
By maximum area and opening— Обеспечьте значения для максимальной области прохода клапана и максимального открытия клапана. Область прохода линейно зависит от перемещения участника управления, то есть, клапан закрывается в исходном положении участника управления (нулевое смещение), и максимальное открытие происходит в максимальном смещении. Это - метод по умолчанию.By area vs. opening table— Обеспечьте сведенные в таблицу данные открытий клапана и соответствующих областей прохода клапана. Область прохода определяется одномерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.By pressure-flow characteristic— Обеспечьте сведенные в таблицу данные открытий клапана, перепадов давления и соответствующих скоростей потока жидкости. Скорость потока жидкости определяется двумерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.
- Valve passage maximum area
Задайте область полностью открытого клапана. Значение параметров должно быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является
5e-5m^2. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен вBy maximum area and opening.- Valve maximum opening
Задайте максимальное перемещение участника управления. Значение параметров должно быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является
5e-3m. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен вBy maximum area and opening.- Tabulated valve openings
Задайте вектор входных значений для открытий клапана как одномерный массив. Вектор входных значений должен строго увеличиваться. Значения могут быть неоднородно расположены с интервалами. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо обеспечить по крайней мере два значения для линейной интерполяции, по крайней мере три значения для сглаженной интерполяции. Значениями по умолчанию, в метрах, является
[-0.002 0 0.002 0.005 0.015]. Если Model parameterization будет установлен вBy area vs. opening table, значения Tabulated valve openings будут использоваться вместе со значениями Tabulated valve passage area для одномерного поиска по таблице. Если Model parameterization будет установлен вBy pressure-flow characteristic, значения Tabulated valve openings будут использоваться вместе с Tabulated pressure differentials и Tabulated flow rates для двумерного поиска по таблице.- Tabulated valve passage area
Задайте вектор выходных значений для области прохода клапана как одномерный массив. Вектор области прохода клапана должен быть одного размера как вектор открытий клапана. Все значения должны быть положительными. Значениями по умолчанию, в m^2, является
[1e-09 2.0352e-07 4.0736e-05 0.00011438 0.00034356]. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен вBy area vs. opening table.- Tabulated pressure differentials
Задайте вектор входных значений для перепадов давления как одномерный массив. Вектор должен строго увеличиваться. Значения могут быть неоднородно расположены с интервалами. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо обеспечить по крайней мере два значения для линейной интерполяции, по крайней мере три значения для сглаженной интерполяции. Значениями по умолчанию, в Pa, является
[-1e+07 -5e+06 -2e+06 2e+06 5e+06 1e+07]. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен вBy pressure-flow characteristic.- Tabulated flow rates
Задайте скорости потока жидкости как
m-by-nматрица, гдеmявляется количеством открытий клапана, иnявляется количеством перепадов давления. Каждое значение в матрице задает скорость потока жидкости, происходящую в определенной комбинации открытия клапана и перепада давления. Матричный размер должен совпадать с размерностями, заданными входными векторами. Значения по умолчанию, в m^3/s:Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в[-1e-07 -7.0711e-08 -4.4721e-08 4.4721e-08 7.0711e-08 1e-07; -2.0352e-05 -1.4391e-05 -9.1017e-06 9.1017e-06 1.4391e-05 2.0352e-05; -0.0040736 -0.0028805 -0.0018218 0.0018218 0.0028805 0.0040736; -0.011438 -0.0080879 -0.0051152 0.0051152 0.0080879 0.011438; -0.034356 -0.024293 -0.015364 0.015364 0.024293 0.034356;]
By pressure-flow characteristic.- Interpolation method
Выберите один из следующих методов интерполяции для приближения выходного значения, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:
Linear— Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую производительность.Smooth— Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую (By area vs. opening table) или поверхность (By pressure-flow characteristic) с непрерывными производными первого порядка.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницы с описанием блока PS Lookup Table (1D) и PS Lookup Table (2D).
- Extrapolation method
Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:
Linear— Выберите эту опцию, чтобы произвести кривую или поверхность с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.Самый близкийВыберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницы с описанием блока PS Lookup Table (1D) и PS Lookup Table (2D).
- Flow discharge coefficient
Полуэмпирический параметр для характеристики мощности клапана. Его значение зависит от геометрических свойств клапана, и обычно обеспечивается в таблицах данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является
0.7.- Initial opening
Открытие начальной буквы отверстия. Параметр может быть положительным (underlapped отверстие), отрицательным (перекрытое отверстие) или равным нулю для нулевой настройки полировки. Значением по умолчанию является
0.- Laminar transition specification
Выберите как переходы блока между пластинчатыми и бурными режимами:
Pressure ratio— Переход от пластинчатого до бурного режима сглажен и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую робастность симуляции.Reynolds number— Переход от пластинчатого до бурного режима принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.
- Laminar flow pressure ratio
Отношение давления, в который переходы потока между пластинчатыми и бурными режимами. Значением по умолчанию является
0.999. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification устанавливается наPressure ratio.- Critical Reynolds number
Максимальное число Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от отверстия геометрический профиль. Можно найти рекомендации на значении параметров в учебниках по гидравлике. Значением по умолчанию является
12, который соответствует круглому отверстию в тонком материале с резким краем. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification устанавливается наReynolds number.- Leakage area
Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом клапане. Основная цель параметра состоит в том, чтобы поддержать числовую целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после того, как клапан будет полностью закрыт. Значение параметров должно быть больше, чем 0. Значением по умолчанию является
1e-12m^2.
Глобальные параметры
Параметры, определенные типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать жидкие свойства.
Порты
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сохранения сопоставлен с входным отверстием клапана.
BГидравлический порт сохранения сопоставлен с выходом клапана.
SПорт физического сигнала, чтобы управлять смещением шпульки.
Примеры
В Позиционере с замкнутым циклом с примером Клапана С 2 путями блок Directional Valve С 2 путями используется, чтобы управлять положением цилиндра двойного действия. В начале симуляции клапан открыт на 0,42 мм, чтобы сделать исходное положение схемы максимально близко к его нейтральному положению.