Клапан иглы

Гидравлический клапан иглы

Библиотека

Клапаны контроля потока

Описание

Блок Needle Valve моделирует переменное отверстие, созданное конической иглой и круглым отверстием с острым краем в тонком материале.

Скорость потока жидкости через клапан пропорциональна открытию клапана и перепаду давления через клапан. Скорость потока жидкости определяется согласно следующим уравнениям:

q=CD⋅A(h)2ρΔp(Δp2+pCr2)1/4,

Δp=pA−pB,

h=x0+x

hmax =ds1−1−потому чтоα2sinα

A(h)={Aleakдля h<=0π⋅(ds−h⋅sinα2⋅потому чтоα2)⋅h⋅sinα2+Aleakдля 0<h<hmax Amax +Aleakдля h>=hmax

Amax =πds24

где

qСкорость потока жидкости
pПерепад давления
p A, p BМанометрические давления в распределительных коробках
CDКоэффициент выброса потока
A(h)Мгновенная область прохода отверстия
x0 Начальное открытие
xСмещение иглы от исходного положения
hОткрытие клапана
h макс.Максимальный штрих иглы
ds Диаметр отверстия
αУгол иглы
ρЖидкая плотность
Утечка AЗакрытая область утечки клапана
A макс.Максимальный клапан открытая область
p crМинимальное давление для турбулентного течения

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 среднемСреднее давление между распределительными коробками
    Банкомат pАтмосферное давление, 101 325 Па
    Бегство BОтношение 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:

    pcr=ρ2(Реcr⋅νCD⋅DH)2

    DH=4Aπ

    где

    D HКлапан мгновенный гидравлический диаметр
    νЖидкая кинематическая вязкость
    Re crКритическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number)

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 Δp=pA−pB,. Положительный сигнал в порте S физического сигнала открывает клапан.

Основные предположения и ограничения

  • Жидкая инерция не учтена.

  • Область прохода потока принята, чтобы быть равной frustum области боковой поверхности.

Параметры

Valve orifice diameter

Диаметр отверстия клапана. Значением по умолчанию является 0.005 m.

Needle cone angle

Угол клапана коническая игла. Значение параметров должно быть в области значений между 0 и 180 градусами. Значение по умолчанию является степенями 90.

Initial opening

Начальное открытие клапана. Можно задать и положительные и отрицательные величины. Значением по умолчанию является 0.

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 0.65.

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 10. 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.

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.

S

Порт физического сигнала, чтобы управлять смещением шпульки.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| | |

Представленный в R2006a

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте