Распределительный клапан с 3 путями (G)

Управляемый клапан с тремя портами и двумя путями к потоку

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Газ / Valves & Orifices / Направленные Распределительные клапаны

Описание

Блок Directional Valve (G) С 3 путями моделирует клапан с тремя газовыми портами (P, A и T) и два пути к потоку, чтобы переключиться между (PA и AT). Пути каждый пробегает отверстие переменной ширины, ее открытие, здесь связанное к движению участника управления. Думайте об участнике управления как о шпульке с двумя землями, чтобы покрыть (постепенно) PA и AT отверстия. Расстояние от земли к ее назначенному отверстию определяет, если, и до какой степени, то отверстие открыто.

(Расстояния от земель до отверстий вычисляются во время симуляции из сигнала смещения, заданного в порте S. Они и все расстояния, связанные с положением шпульки, заданы как безразмерные части, обычно оцениваемые между -1 и +1. Вычисления описаны подробно под Частями Открытия Отверстия.)

Газовое подключение портов к тому, что, в представительной системе, насос (P), корпус (T) и привод одностороннего действия (A). Открытие PA путь к потоку (при закрытии AT) позволяет насосу герметизировать привод. Вал последнего переводит (обычно, чтобы расширить). При открытии альтернативы (AT) путь к потоку (при закрытии PA) позволяет корпусу поглощать избыточное давление от привода, освобождая вал, чтобы перевести наоборот (например, весом переведенной загрузки).

Подключения порта будут меняться в зависимости от смоделированной системы, но цель клапана — чтобы переключиться между путями к потоку и отрегулировать поток, проходящий через них — не должна.

Общее использование распределительного клапана с 3 путями

Поток может быть пластинчатым или бурным, и он может достигнуть (до) звуковых скоростей. Это происходит в vena contracta, точка только мимо горла клапана, где поток является и своим самым узким и самым быстрым. Поток затем дросселирует, и его скорость насыщает с понижением нисходящего давления, больше не бывшего достаточного, чтобы увеличить его скорость. Дросселирование появляется, когда отношение противодавления поражает характеристику критического значения клапана. Сверхзвуковой поток не получен блоком.

Положения клапана

Клапан с плавкой регулировкой. Это переключает гладко между положениями, из которых это имеет три: одно нормальное и две работы.

Нормальное положение то, что, к которому возвращается клапан, когда он больше не управляется. Мгновенное смещение шпульки (данный в порте S) является затем нулем. Если земли шпульки не будут установлены при смещении на своих отверстиях, клапан будет полностью закрыт.

Рабочие положения - те, в которых перемещается клапан, когда шпулька максимально перемещена, или в положительном или в отрицательном направлении, от нормального положения. Одно отверстие будет затем обычно закрываться и другое открытое для полной мощности. Если смещение находится в отрицательном направлении, PA отверстие закрывается и AT открытое отверстие (положение I в фигуре). Если смещение находится в положительном направлении, PA отверстие открыт и AT отверстие, закрытое (положение II).

То, какое смещение шпульки помещает клапан в рабочее положение, зависит от смещений земель на шпульке. Они обычно применяются перед операцией, в действительном клапане, и перед симуляцией, в модели клапана. Они заданы в блоке как константы (зафиксированный от запуска симуляции) во вкладке Valve Opening Fraction Offsets.

Части открытия отверстия

Между положениями клапана открытие отверстия зависит от того, где относительно его оправы его земля шпульки, оказывается, находится. Это расстояние является открытием отверстия, и это нормировано здесь так, чтобы его значение было частью его максимума (расстояние, на котором отверстие полностью открыто). Нормированная переменная упомянута здесь как часть открытия отверстия.

Отверстие, открывающее части, колеблется от -1 в рабочем положении I к +1 в рабочем положении II (использование меток, показанных в фигуре).

Вводные части вычисляются от длин, уже сослался на: переменное перемещение участника управления (примененный во время операции) и фиксированные смещения ее земель (примененный во время установки). Эти длины самостоятельно заданы как безразмерные части максимального расстояния отверстия земли. (Смещения упомянуты здесь как вводные дробные смещения.)

Вводная часть PA отверстие:

hPA=HPA+x.

Это AT отверстие:

hAT=HATx.

В обоих уравнениях:

  • h является вводной частью отверстия, обозначенного индексом (PA или AT). Если вычисление должно возвратить значение за пределами области значений 01, самый близкий предел используется. (Части открытия отверстия, как говорят, насыщают в 0 и 1.)

  • H является вводным дробным смещением для отверстия, обозначенного индексом. Смещения каждый заданы как параметры блоков (во вкладке Valve Opening Fraction Offsets). Чтобы допускать необычные настройки клапана, никакое ограничение не наложено на их значения, хотя обычно они будут падать между -1 и +1.

  • x является нормированным мгновенным смещением шпульки, заданной как физический сигнал в порте S. Чтобы компенсировать одинаково экстремальные вводные дробные смещения, никакое ограничение не наложено на свое значение (хотя это обычно будет падать около области значений -1 к +1.)

Открытие дробных смещений

Клапан по умолчанию сконфигурирован так, чтобы он был полностью закрыт, когда смещение шпульки является нулем. Такой клапан часто описывается как полируемый нулем.

Это возможно, путем возмещения земель шпульки, чтобы смоделировать клапан, который является underlapped (частично открытый в нормальном положении клапана) или перекрытый (полностью закрытый не только в, но также и немного вне нормального положения). Данные показывают для каждого случая, как части открытия отверстия меняются в зависимости от мгновенного смещения шпульки:

  • Случай I: полированный нулем клапан. Вводные дробные смещения являются оба нулем. Когда клапан находится в нормальном положении, земли шпульки полностью покрывают оба отверстия.

  • Случай II: underlapped клапан. Вводные дробные смещения оба положительны. Когда клапан находится в нормальном положении, земли шпульки покрывают оба отверстия, но ни одного полностью.

  • Случай III: перекрытый клапан. Вводные дробные смещения оба отрицательны. Земли шпульки полностью покрывают оба отверстия не только в нормальном положении, но и по небольшой области (смещений шпульки) вокруг этого.

Открытие характеристик

Это распространено, при выборе клапана для регулировки или приложений управления, чтобы совпадать с характеристикой потока клапана к системе, которую это должно отрегулировать.

Характеристика потока связывает открытие клапана к входу, который производит его, часто буферизуйте перемещение. Здесь, открытие выражается как звуковая проводимость, коэффициент потока или область ограничения (выбор между ними даваемый установкой Valve parameterization). Вход управления является частью открытия отверстия (функция смещения шпульки, заданного в порте S).

Характеристика потока обычно дается в устойчивом состоянии с входным отверстием при постоянном, тщательно контролируемом давлении. Эта (свойственная) характеристика потока зависит только от клапана, и это может быть линейно или нелинейно, наиболее распространенные примеры последнего существа типы равного процента и быстрое открытие. Чтобы получить такие характеристики потока, блок обеспечивает выбор вводной параметризации (заданный в параметрах блоков того же имени):

  • Linear — Звуковая проводимость (C) является линейной функцией отверстия, открывающего часть (h). В параметризации клапана по умолчанию Sonic conductance конечные точки строки получены во вводных частях 0 и 1 от параметров блоков Sonic conductance at maximum flow и Sonic conductance and leakage flow.

  • Tabulated data — Звуковая проводимость является общей функцией (линейный или нелинейный) части открытия отверстия. Функция задана в сведенной в таблицу форме, со столбцами табличного получения, в параметризации клапана по умолчанию, от параметров блоков Sonic conductance vector и Opening fraction vector.

(Если установка Valve parameterization отличается от Sonic conductance, звуковые данные о проводимости получены преобразованием из выбранной меры открытия клапана (такого как область ограничения или коэффициент потока). Вводные данные применяются к обоим отверстиям одинаково.)

Для управляемых систем важно, что клапан, если это установлено, быть приблизительно линейным в его характеристике потока. Эта (установленная) характеристика зависит от остатка от системы — это обычно не то же самое как свойственная характеристика, полученная в блоке. Насос, например, может иметь нелинейную характеристику, которую может соответственно компенсировать только нелинейный клапан, обычно типа равного процента. Это - случаи этого вида, для которого, в основном, предназначается опция Tabulated data.

Утечка

Основная цель утечки состоит в том, чтобы гарантировать, что никакой раздел жидкой сети никогда не становится изолированным от остальных. Изолированные жидкие разделы могут уменьшать числовую робастность модели, замедляя уровень симуляции и, в некоторых случаях, заставляя его перестать работать в целом. В то время как утечка обычно присутствует в действительных клапанах, ее точное значение здесь менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль. Область утечки дана в параметрах блоков того же имени.

Составная структура

Этот блок является составным компонентом, включающим два экземпляра блока Variable Orifice ISO 6358 (G), соединенного с портами P, A, T и S как показано ниже. Обратитесь к тому блоку для большего количества детали о параметризации клапана и вычислениях блока (например, используемые, чтобы определить массовую скорость потока жидкости через порты).

Порты

Входной параметр

развернуть все

Мгновенное перемещение участника управления против его нормального (неприводимого в действие) положения, заданного как физический сигнал. Смещение нормировано против максимального положения участника управления (который потребовал, чтобы открыть отверстие полностью). См. описание блока для получения дополнительной информации. Сигнал безразмерен и его мгновенное значение обычно (хотя не всегда) в области значений -1+1.

Сохранение

развернуть все

Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана.

Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана.

Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана.

Параметры

развернуть все

Основные параметры

Выбор метода ISO использовать в вычислении массовой скорости потока жидкости. Все вычисления основаны на параметризации Sonic conductance; если различная опция выбрана, заданные данные преобразованы в эквивалентную звуковую проводимость, критическое отношение давления и дозвуковой индекс. Смотрите вычисления блока Variable Orifice ISO 6358 (G) для детали о преобразованиях.

Метод, которым можно вычислить вводную область клапана. Настройка по умолчанию обрабатывает вводную область как линейную функцию части открытия отверстия. Альтернативная установка позволяет, чтобы общее, нелинейное отношение было задано (в сведенной в таблицу форме).

Область, нормальная к пути к потоку в портах клапана. Порты приняты, чтобы быть одного размера. Область потока, заданная здесь, должна (идеально) совпадать с теми из входных отверстий смежных компонентов.

Отношение давления, в который переходы потока между режимами ламинарного и турбулентного течения. Отношение давления является частью абсолютного давления в нисходящем направлении клапана по тот только восходящий из него. Поток является пластинчатым, когда фактическое отношение давления выше порога, заданного здесь и бурного, когда это ниже. Типичные значения колеблются от 0.995 до 0.999.

Абсолютная температура, используемая во входном отверстии в измерении звуковой проводимости (как задано в ISO 8778).

Плотность газа, установленная во входном отверстии в измерении звуковой проводимости (как задано в ISO 8778).

Образцовая параметризация

Эквивалентная мера максимальной скорости потока жидкости через клапан при некоторых ссылочных входных условиях, обычно обрисованные в общих чертах в ISO 8778. Поток в максимуме, когда клапан полностью открыт, и скорость потока дросселируется (это насыщаемый на локальной скорости звука). Это - значение, о котором обычно сообщают производители в листах технических данных.

Звуковая проводимость задана как отношение массовой скорости потока жидкости через клапан к продукту давления и плотности в восходящем направлении входного отверстия клапана. Этот параметр часто упоминается как C-значение.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance.

Эквивалентная мера минимальной скорости потока жидкости, позволенной через клапан при некоторых ссылочных входных условиях, обычно обрисованные в общих чертах в ISO 8778. Поток как минимум, когда клапан максимально закрывается, и только маленькая область утечки — из-за изоляции недостатков, скажем, или естественных допусков клапана — остается между его портами.

Звуковая проводимость задана как отношение массовой скорости потока жидкости через клапан к продукту давления и плотности в восходящем направлении входного отверстия клапана. Этот параметр часто упоминается в литературе как C-значение.

Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызвало проблемы в симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно что то, что это было (очень маленьким) номером, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance.

Отношение нисходящего потока к восходящим абсолютным давлениям, при которых поток становится дросселируемым (и его скорость становится влажным на локальной скорости звука). Этот параметр часто упоминается в литературе как b-значение. Введите номер, больше, чем или равный нулю и меньший, чем параметры блоков Laminar flow pressure ratio.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance.

Эмпирическая экспонента раньше более точно вычисляла массовую скорость потока жидкости через клапан, когда поток является дозвуковым. Этот параметр иногда упоминается как m-индекс. Его значением является приблизительно 0.5 для клапанов (и другие компоненты), чьи пути к потоку фиксируются.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance.

Коэффициент потока полностью открытого клапана, выраженного в США обычные модули ft3/min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную простоту, с которой газ пересечет клапан, когда управляется данным перепадом давления. Это - значение, о котором обычно сообщают производители в листах технических данных.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Cv coefficient (USCS).

Коэффициент потока максимально закрытого клапана, выраженного в США обычные модули ft3/min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную простоту, с которой газ пересечет клапан, когда управляется данным перепадом давления.

Цель значения утечки состоит в том, чтобы, в основном, гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызвало проблемы в симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно что то, что это было (очень маленьким) номером, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Cv coefficient (USCS).

Коэффициент потока полностью открытого клапана, выраженного в единицах СИ L/min. Этот параметр измеряет относительную простоту, с которой газ пересечет клапан, когда управляется данным перепадом давления. Это - значение, о котором обычно сообщают производители в листах технических данных.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Kv coefficient (SI).

Коэффициент потока максимально закрытого клапана, выраженного в единицах СИ L/min. Этот параметр измеряет относительную простоту, с которой газ пересечет клапан, когда управляется данным перепадом давления.

Цель значения утечки состоит в том, чтобы, в основном, гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызвало проблемы в симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно что то, что это было (очень маленьким) номером, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Kv coefficient (SI).

Сумма манометрических давлений во входном отверстии и экспериментального порта, в котором клапан полностью открыт. Это значение отмечает конец области значений давления клапана (по которому то же самое прогрессивно открывается, чтобы допускать увеличенный поток).

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Restriction area.

Вводная область клапана в максимально закрытой позиции, когда только внутренняя утечка между портами остается. Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызвало проблемы в симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно что то, что это было (очень маленьким) номером, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Restriction area.

Открытие отверстия фракционируется, в котором можно задать выбранную меру открытия клапана — звуковая проводимость, коэффициент потока (в SI или формах USCS), или вводная область.

Этот вектор должен быть равен в размере тому (или те в параметризации Sonic conductance) содержащий клапан вводные данные. Векторные элементы должны быть положительными и увеличиться монотонно в значении слева направо.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Звуковые проводимости в точках останова, данных в параметре Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей часть открытия отверстия, звуковую проводимость и критическое отношение давления. Линейная интерполяция используется в сведенной в таблицу области значений данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — звуковой проводимости и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance, и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Критическое давление нормирует в точках останова, данных в параметре Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей часть открытия отверстия, звуковую проводимость и критическое отношение давления. Линейная интерполяция используется в сведенной в таблицу области значений данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — критических отношений давления и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Значения, заданные здесь, должны каждый быть больше, чем или равными нулю и меньшими, чем параметры блоков Laminar flow pressure ratio.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance, и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Коэффициенты потока, выраженные в США обычные модули ft3/min, в точках останова, данных в Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей эти две переменные. Линейная интерполяция используется в сведенной в таблицу области значений данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — коэффициентов потока и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Cv coefficient (USCS), и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Коэффициенты потока, выраженные в единицах СИ L/min, в точках останова, данных в параметре Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей эти две переменные. Линейная интерполяция используется в сведенной в таблицу области значений данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — коэффициентов потока и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Kv coefficient (SI), и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Вводные области в точках останова, данных в параметре Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей эти две переменные. Линейная интерполяция используется в сведенной в таблицу области значений данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — вводных областей и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Зависимости

Этот параметр активен и представлен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Restriction area, и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Объем сглаживания, чтобы примениться к вводной функции клапана. Этот параметр определяет ширины областей, которые будут сглаживаться — один расположенный в полностью открытой позиции, другой в полностью закрытой позиции.

Сглаживание накладывает на каждой области вводной функции нелинейный сегмент (полиномиальная функция третьего порядка, из которой сглаживание возникает). Чем больше значение, заданное здесь, тем больше сглаживание, и более широкое, которым становятся нелинейные сегменты. Смотрите блок Variable Orifice ISO 6358 (G) для влияния сглаживания на вычислениях блока.

В значении по умолчанию 0 не применяется никакое сглаживание. Переходы к максимально закрытым и полностью открытым позициям затем вводят разрывы (сопоставленный с нулевыми пересечениями). Они могут замедлить уровень симуляции.

Клапан, открывающий дробные смещения

Вводная часть PA отверстие, когда смещение шпульки является нулем. Клапан находится затем в нормальном положении. Вводная часть измеряет расстояние от земли шпульки к ее назначенному отверстию (здесь PA), нормированный максимумом такое расстояние. Это безразмерно и (обычно) между 0 и 1.

Вводная часть AT отверстие, когда смещение шпульки является нулем. Клапан находится затем в нормальном положении. Вводная часть измеряет расстояние от земли шпульки к ее назначенному отверстию (здесь AT), нормированный максимумом такое расстояние. Это безразмерно и (обычно) между 0 и 1.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Введенный в R2018b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте