Клапан с дистанционным управлением с гидравлическим управлением

Обычно закрытый или обычно открытый клапан с дистанционным управлением с гидравлическим управлением

Библиотека

Распределительные клапаны

Описание

Блок Hydraulically Operated Remote Control Valve представляет клапан с дистанционным управлением с гидравлическим управлением как основанную на таблице данных модель, означая, что большинство параметров модели общедоступно в таблицах данных производителя или каталогах. Клапаны с дистанционным управлением с гидравлическим управлением широко используются в гидравлических системах в качестве гидравлических переключателей, разгружаясь и упорядочивая клапаны. Можно также использовать их в качестве сброса давления и уменьшающих давление клапанов. Блок покрывает и обычно закрытый и обычно открытые настройки, показанные в следующей фигуре.

Клапан открывается (закрывается) экспериментальным давлением. Участник управления клапаном остается в его исходном положении, пока экспериментальное давление ниже, чем раскалывающееся давление. Когда взламывание давления достигнуто, участник управления клапаном (шпулька, шар, тарелка, и так далее) обеспечен от ее места и начинает открывать обычно закрытый клапан или закрывать обычно открытый клапан. Перемещение участника управления прямо пропорционально к экспериментальному давлению. Участник достигает его максимального смещения после того, как экспериментальное давление станет равным или больше, чем предварительно установленное максимальное значение. Областью максимума клапана, взламывая давление и максимальное давление являются основные параметры блока. Эти три параметра обычно обеспечиваются в каталогах или таблицах данных.

В дополнение к максимальной области область утечки также требуется, чтобы характеризовать клапан. Основная цель параметра не состоит в том, чтобы составлять возможную утечку, даже при том, что это также важно, но 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 вызвать отказ вычисления. Поэтому значение параметров должно быть больше, чем нуль.

Схематические фрагменты на следующем рисунке показывают некоторые типичные приложения клапана: клапан с дистанционным управлением (a), регулятор давления (b), и уменьшающий давление клапан (c).

Скорость потока жидкости через отверстие пропорциональна открытию отверстия и перепаду давления через отверстие.

По умолчанию блок не включает клапан вводная динамика и ламповые приемники ее вводная область непосредственно как функция давления:

$A = A (p)$

Добавление клапана, который вводная динамика обеспечивает непрерывному поведению, которое более физически реалистично, и особенно полезно в ситуациях с быстрым открытием клапана и закрытием. Зависимая давлением область A(p) прохода отверстия в уравнениях блока затем становится установившейся областью, и мгновенная область прохода отверстия в уравнении потока определяется можно следующим образом:

$A (t = 0) = A_{i n i t}$

$\frac{d A}{d t} = \frac{A (p) - A}{τ}$

В любом случае скорость потока жидкости через клапан определяется согласно следующим уравнениям:

$q = C_{D} \cdot A \sqrt{\frac{2}{ρ}} \cdot \frac{p}{{(p^{2} + p_{c r}^{2})}^{1 / 4}}$

Для обычно закрытого клапана мгновенная область A(p) прохода отверстия вычисляется с уравнениями:

$A (p) = {\begin{array}{l} A_{l e a k} & для p_{p} < = p_{c r a c k} \\ A_{l e a k} + g a i n \cdot (p_{p} - p_{c r a c k}) & для p_{c r a c k} < p_{p} < p_{\max} \\ A_{\max} & для p_{p} > = p_{\max} \end{array}$

Для обычно открытого клапана уравнения подобны:

$A (p) = {\begin{array}{l} A_{\max} & для p_{p} < = p_{c r a c k} \\ A_{\max} - g a i n \cdot (p_{p} - p_{c r a c k}) & для p_{c r a c k} < p_{p} < p_{\max} \\ A_{l e a k} & для p_{p} > = p_{\max} \end{array}$

Остальная часть уравнений применяется к обеим настройкам клапана:

$g a i n = \frac{A_{\max} - A_{l e a k}}{p_{\max} - p_{c r a c k}}$

$Δ p = p_{A} - p_{B},$

где

q	Скорость потока жидкости через клапан
p	Перепад давления через клапан
p _A, p _B	Манометрические давления в распределительных коробках
p _p	Замерьте давление на экспериментальном терминале
CD	Коэффициент выброса потока
ρ	Жидкая плотность
τ	Временная константа для ответа первого порядка открытия клапана
t	Время
A	Мгновенная область прохода отверстия
A(p)	Зависимая давлением область прохода отверстия
A _init	Начальная буква открывает область клапана
A _макс.	Полностью открытая область прохода клапана
_Утечка A	Закрытая область утечки клапана
_{Трещина} p	Давление взламывания клапана
p _макс.	Экспериментальное давление, чтобы переключить участника управления к его максимуму
p _cr	Минимальное давление для турбулентного течения, когда переходы блока от пластинчатого до бурного режима

Минимальное давление для турбулентного течения, p _cr, вычисляется согласно пластинчатому методу спецификации перехода:

Отношением давления — переход от пластинчатого до бурного режима задан следующими уравнениями:

p _cr = (p _{в среднем} + _{банкомат} p) (1 – _{бегство} B)

p _{в среднем} = (p + p _B)/2

где

p _{в среднем}	Среднее давление между распределительными коробками
_{Банкомат} p	Атмосферное давление, 101 325 Па
_{Бегство} B	Отношение давления при переходе между пластинчатыми и бурными режимами (значение параметров Laminar flow pressure ratio)

Числом Рейнольдса — переход от пластинчатого до бурного режима задан следующими уравнениями:

$p_{c r} = \frac{ρ}{2} {(\frac{{Ре}_{c r} \cdot ν}{C_{D} \cdot D_{H}})}^{2}$

$D_{H} = \sqrt{\frac{4 A}{π}}$

где

D _H	Отверстие гидравлический диаметр
ν	Жидкая кинематическая вязкость
Re _cr	Критическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number)

Связи A и B являются гидравлическими портами сохранения, сопоставленными с входным отверстием и выходом клапана. Связь X является экспериментальным портом, который является гидравлическим портом сохранения, который обеспечивает экспериментальное давление. 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 $Δ p = p_{A} - p_{B},$ .

Основные предположения и ограничения

Членское перемещение управления линейно пропорционально экспериментальному давлению.
Никакое потребление потока не сопоставлено с экспериментальной камерой.
Никакая загрузка на клапан, такой как инерция, трение, пружина, и так далее, не рассматривается.

Параметры

Valve type

Выберите настройку клапана: Normally closed valve или Normally open valve. Значением по умолчанию является Normally closed valve.

Maximum passage area

Площадь поперечного сечения максимума прохода клапана. Значением по умолчанию является 1e-4 m^2.

Cracking pressure

Уровень давления, на котором участник управления клапаном обеспечен от его места и начинает или открывать или закрывать клапан, в зависимости от типа клапана. Значением по умолчанию является 3e4 Pa.

Maximum control member displacement pressure

Экспериментальное давление, при котором участник управления клапаном переключает к его максимальному смещению и остается там до давления, падает ниже этого уровня. Его значение должно быть выше, чем раскалывающееся давление. Значением по умолчанию является 1.2e5 Pa.

Flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр для характеристики мощности клапана. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно обеспечивается в таблицах данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.7.

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 на Pressure 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 на Reynolds 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-12 m^2.

Opening dynamics

Выберите одну из следующих опций:

Do not include valve opening dynamics — Ламповые приемники его область прохода отверстия непосредственно как функция давления. Если область изменения мгновенно, уравнение потока - также. Это значение по умолчанию.
Include valve opening dynamics — Обеспечьте непрерывное поведение, которое более физически реалистично путем добавления задержки первого порядка во время открытия клапана и закрытия. Используйте эту опцию в гидравлических симуляциях с локальным решателем для симуляции в реальном времени. Эта опция также полезна, если вы интересуетесь клапаном вводная динамика в переменных симуляциях шага.

Opening time constant

Временная константа для ответа первого порядка открытия клапана. Этот параметр доступен, только если Opening dynamics установлен в Include valve opening dynamics. Значением по умолчанию является 0.1 s.

Initial area

Начальная вводная область клапана. Этот параметр доступен, только если Opening dynamics установлен в Include valve opening dynamics. Значением по умолчанию является 1e-12 m^2.

Ограниченные параметры

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:

A: Гидравлический порт сохранения сопоставлен с входным отверстием клапана.
B: Гидравлический порт сохранения сопоставлен с выходом клапана.
X: Гидравлический порт сохранения, который действует как порт управления и обеспечивает экспериментальное давление.

Документация

Клапан с дистанционным управлением с гидравлическим управлением

Библиотека

Описание

Основные предположения и ограничения

Параметры

Глобальные параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Представленный в R2012b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Клапан с дистанционным управлением с гидравлическим управлением

Библиотека

Описание

Основные предположения и ограничения

Параметры

Глобальные параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Представленный в R2012b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

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