Шаровой клапан (TL)

Клапан контроля потока приведен в действие продольным движением элемента шара

Библиотека

Тепловая Liquid/Valves & Orifices/Flow Control Valves

Описание

Блок Ball Valve (TL) моделирует сокращение потока из-за шарового клапана в тепловой жидкой сети. Клапан состоит из шара на перфорированном месте с цилиндрической или конической формой. Клапан открывается, когда шар подвергается прямому вытеснению со своего места, позволяя жидкости течь посредством перфорации места.

Типы места шарового клапана

Функция сглаживания позволяет клапану вводную область, чтобы измениться гладко между полностью закрытыми и полностью открытыми позициями. Функция сглаживания делает это путем удаления разрывов кривой в нулевых и максимальных положениях шара. Данные показывают эффект сглаживания на клапане вводная кривая области.

Сглаживание кривой вводной области

Клапан вводная область

Блок вычисляет клапан вводная область непосредственно от параметров геометрии клапана. Вычисление зависит от установки параметра Valve seat specification. Если седло клапана установлено в Sharp-edged, клапан, вводная область основана на геометрическом выражении:

$A = π r_{o} (1 - {(\frac{r_{b}}{d_{O B}})}^{2}) d_{O B} (h),$

где:

S является клапаном вводная область.
r _o является радиусом отверстия клапана.
r _b является радиусом шара клапана.
d _ОБЬ (h) является расстоянием между центром шара (точка O в фигуре) и ребром отверстия (точка B). Это расстояние является функцией лифта клапана (h).

Параметры клапана

Если седло клапана установлено в Conical, клапан, вводная область основана на геометрическом выражении:

$A = π r_{b} \sin (θ) h + \frac{π}{2} \sin (\frac{θ}{2}) \sin (θ) h^{2},$

где:

θ является углом между конической стеной места и средней линией.

Клапан вводные выражения вводит нежелательные разрывы в полностью открытых и полностью закрытых позициях. Блок устраняет эти разрывы с помощью многочленных выражений, которые сглаживают переходы к и от полностью открытых и полностью закрытых позиций. Выражения сглаживания клапана

$λ_{L} = 3 {\bar{h}}_{L}^{2} - 2 {\bar{h}}_{L}^{3}$

$λ_{R} = 3 {\bar{h}}_{R}^{2} - 2 {\bar{h}}_{R}^{3}$

где:

${\bar{h}}_{L} = \frac{h}{Δ h_{s m o o t h}}$

$\bar{h} = \frac{h - (h_{m a x} - Δ h_{s m o o t h})}{h_{m a x} - (h_{m a x} - Δ h_{s m o o t h})}$

В уравнениях:

λ _L является выражением сглаживания для полностью закрытого фрагмента кривой открытия клапана.
λ _R является выражением сглаживания, применился к полностью открытому фрагменту кривой открытия клапана.
h _Max является максимальным лифтом клапана.
_{Сглаженный} Δh является областью сглаживания лифта клапана:

$Δ h_{s m o o t h} = f_{s m o o t h} \frac{h_{M a x}}{2}$
где _{сглаженный} f является фактором сглаживания между 0 и 1.

Сглаживавший клапан вводная область дан кусочным условным выражением

$S_{R} = {\begin{array}{l} S_{L e a k}, & h \leq 0 \\ S_{L e a k} (1 - λ_{L}) + (A + S_{L e a k}) λ_{L}, & h < Δ h_{s m o o t h} \\ A + S_{L e a k}, & h \leq h_{M a x} - Δ h_{s m o o t h} \\ (A + S_{L e a k}) (1 - λ_{R}) + (S_{L e a k} + S_{M a x}) λ_{R}, & h < h_{M a x} \\ S_{L e a k} + S_{M a x}, & h \geq h_{M a x} \end{array},$

где:

S _R является сглаживавшим клапаном вводная область.
_Утечка S является областью утечки клапана.
S _Max является максимальным клапаном вводная область:

$S_{M a x} = π r_{o}^{2}$

Массовый баланс

Массовое уравнение сохранения в клапане

${\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = 0,$

где:

${\dot{m}}_{A}$ массовая скорость потока жидкости в клапан через порт A.
${\dot{m}}_{B}$ массовая скорость потока жидкости в клапан через порт B.

Энергетический баланс

Уравнение энергосбережения в клапане

$ϕ_{A} + ϕ_{B} = 0,$

где:

ϕ _A является энергетической скоростью потока жидкости в клапан через порт A.
ϕ _B является энергетической скоростью потока жидкости в клапан через порт B.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса в клапане

$p_{A} - p_{B} = \frac{\dot{m} \sqrt{{\dot{m}}^{2} + {\dot{m}}_{c r}^{2}}}{2 ρ_{A v g} C_{d}^{2} S^{2}} [1 - {(\frac{S_{R}}{S})}^{2}] P R_{L o s s},$

где:

p _A и p _B является давлениями в порте A и порте B.
$\dot{m}$ массовая скорость потока жидкости.
${\dot{m}}_{c r}$ критическая массовая скорость потока жидкости:

${\dot{m}}_{c r} = {Ре}_{c r} μ_{A v g} \sqrt{\frac{π}{4} S_{R}} .$
ρ _{В среднем} является средней жидкой плотностью.
C _d является коэффициентом выброса.
S является входной областью клапана.
_Потеря PR является отношением давления:

$P R_{L o s s} = \frac{\sqrt{1 - {(S_{R} / S)}^{2} (1 - C_{d}^{2})} - C_{d} (S_{R} / S)}{\sqrt{1 - {(S_{R} / S)}^{2} (1 - C_{d}^{2})} + C_{d} (S_{R} / S)} .$

Параметры

Вкладка параметров

Valve seat specification: Выбор геометрии седла клапана. Опции включают Sharp-edged и Conical. Настройкой по умолчанию является Sharp-edged.
Cone angle: Угол, сформированный сторонами конического места. Этот параметр активен только, когда параметр Valve seat specification активен. Значение по умолчанию является градусом 120.
Ball diameter: Диаметр сферического участника управления. Значением по умолчанию является 0.01 m.
Orifice diameter: Диаметр открытия клапана. Значением по умолчанию является 7e-3 m.
Ball displacement offset: Управляйте членским смещением от нулевого положения. Перемещение участника управления является суммой входного сигнала S и заданного смещения смещения. Значением по умолчанию является 0 m.
Leakage area: Область, через которую жидкость может течь в полностью закрытом положении клапана. Эта область составляет утечку между входными отверстиями клапана. Значением по умолчанию является 1e-12 m^2.
Smoothing factor: Фрагмент вводной области изгибается, чтобы сглаживать выраженный как часть. Сглаживание устраняет разрывы в минимальных и максимальных положениях клапана потока. Фактор сглаживания должен быть между 0 и 1. Введите значение 0 для нулевого сглаживания. Введите значение 1 для сглаживания полной кривой. Значением по умолчанию является 0.01.
Cross-sectional area at ports A and B: Область, нормальная к направлению потока во входных отверстиях клапана. Эта область принята то же самое для всех входных отверстий. Значением по умолчанию является 0.01 m^2.
Characteristic longitudinal length: Расстояние, пересеченное жидкостью между входными отверстиями клапана. Значением по умолчанию является 0.1 m^2.
Discharge coefficient: Отношение фактической массовой скорости потока жидкости через клапан к его идеалу, или теоретический, значение. Коэффициент выброса составляет эффекты геометрии клапана. Значение должно быть между 0 и 1.
Critical Reynolds number: Число Рейнольдса, в который переходы потока между пластинчатыми и бурными режимами. Поток является пластинчатым ниже этого номера и бурным выше его. Значением по умолчанию является 12.

Вкладка переменных

Mass flow rate into port A: Массовая скорость потока жидкости на компонент через порт A в начале симуляции. Значением по умолчанию является 1 kg/s.

Порты

— Тепловой жидкий порт сохранения, представляющий клапан, вставил A
B Тепловой жидкий порт сохранения, представляющий клапан, вставил B
S Входной порт физического сигнала для перемещения участника управления

Документация

Шаровой клапан (TL)

Библиотека

Описание

Клапан вводная область

Массовый баланс

Энергетический баланс

Баланс импульса

Параметры

Вкладка параметров

Вкладка переменных

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2016a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Шаровой клапан (TL)

Библиотека

Описание

Клапан вводная область

Массовый баланс

Энергетический баланс

Баланс импульса

Параметры

Вкладка параметров

Вкладка переменных

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2016a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

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