Пропустите клапан (TL)

Клапан контроля потока приведен в действие поперечным движением кругового логического элемента

Библиотека

Тепловая Liquid/Valves & Orifices/Flow Control Valves

Описание

Блок Gate Valve (TL) представляет клапан контроля потока с круговым открытием и круговым логическим элементом. Логический элемент перемещается в направление, ортогональное к потоку жидкости. Открытие и логический элемент равны в диаметре. Данные показывают, что схематические из клапана логического элемента в трех различных положениях — закрытый, частично открываются, и полностью открытый.

Пропустите клапан в различных положениях

Функция сглаживания позволяет клапану вводную область, чтобы измениться гладко между полностью закрытыми и полностью открытыми позициями. Функция сглаживания делает это путем удаления резких вводных изменений области 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 с помощью выражения

$A = \frac{π d_{}^{02}}{4} - A_{C o v e r e d},$

где:

A является клапаном вводная область.
d ₀ является диаметром отверстия клапана.
_{Покрытый} A является фрагментом области отверстия клапана, покрытой логическим элементом:

$A_{C o v e r e d} = \frac{d_{}^{02}}{} 2acos (\frac{Δ l}{d_{0}}) - \frac{Δ l}{2} \sqrt{d_{}^{02} - {(Δ l)}^{2}}$
Δl является сетевым перемещением центра логического элемента относительно центра отверстия.

$Δ l = {\begin{array}{l} 0, & (x_{0} + S_{d}) \leq 0 \\ d_{0}, & (x_{0} + S_{d}) \geq d_{0} \\ (x_{0} + S), & Еще \end{array},$
x ₀ является Gate displacement offset, заданный в диалоговом окне блока.
S _d является смещением логического элемента, заданным через входной порт физического сигнала S.

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

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

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

где:

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

${\bar{Δ l}}_{R} = \frac{Δ l - (d_{0} - Δ l_{s m o o t h})}{d_{0} - (d_{0} - Δ l_{s m o o t h})} .$

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.
_{Сглаженный} Δl является областью сглаживания смещения логического элемента:

$Δ l_{s m o o t h} = f_{s m o o t h} \frac{d_{0}}{2},$
где _{сглаженный} f является фактором сглаживания между 0 и 1.

Сглаживавший клапан вводная область дан кусочным условным выражением

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

где:

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

$S_{M a x} = \frac{π d_{}^{02}}{4} .$

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

Orifice diameter: Диаметр области потока клапана в полностью открытой позиции. Значением по умолчанию является 7e-3 m.
Gate displacement offset: Логический элемент смещается от нулевого положения. Мгновенное смещение логического элемента является суммой смещения логического элемента и входного сигнала S. Значением по умолчанию является 0 m.

Leakage area: Совокупная область всей жидкости протекает в клапане. Область утечки помогает предотвратить числовые проблемы из-за изолированных жидких сетевых разделов. Для числовой робастности, установленной этот параметр на ненулевое значение. Значением по умолчанию является 1e-12.

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 потока во входных отверстиях клапана. Входные отверстия приняты равные в размере. Значением по умолчанию является 0.01 m^2.

Characteristic longitudinal length

Аппроксимированная длина клапана. Этот параметр обеспечивает меру продольной шкалы клапана. Значением по умолчанию является 0.1 m^2.

Discharge coefficient

Полуэмпирический параметр, обычно используемый в качестве меры производительности клапана. Коэффициент выброса задан как отношение фактической массовой скорости потока жидкости через клапан к его теоретическому значению.

Блок использует этот параметр, чтобы составлять эффекты геометрии клапана на массовых скоростях потока жидкости. Учебники и таблицы данных клапана являются общими источниками содействующих значений выброса. По определению все значения должны быть больше, чем 0 и меньшими, чем 1. Значением по умолчанию является 0.7.

Critical Reynolds number

Число Рейнольдса, соответствующее переходу между режимами ламинарного и турбулентного течения. Поток через клапан принят пластинчатый ниже этого значения и бурный выше его. Соответствующие значения, чтобы использовать зависят от определенной геометрии клапана. 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

Пропустите 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

Пропустите 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™.