Отверстие с переменной областью круглые дыры

Гидравлическое переменное отверстие, сформированное как набор круглых дыр, развертывают в рукаве

Библиотека

Отверстия

Описание

Блок моделирует переменное отверстие, созданное цилиндрической шпулькой и набором круглых дыр, которые развертывают в рукаве. Все дыры имеют тот же диаметр, равномерно распространенный вдоль периметра рукава, и их центральные линии расположены в той же плоскости. Скорость потока жидкости через отверстие пропорциональна открытию отверстия и перепаду давления через отверстие. Следующие схематические показы сечение отверстия с переменными круглыми дырами, где

q	Скорость потока жидкости
h	Открытие отверстия
x	Буферизуйте смещение от исходного положения
d ₀	Диаметр дыры отверстия

Отверстие вводная область

Совокупная вводная область, обеспеченная круглыми дырами, вычисляется во время симуляции из открытия отверстия, меры мгновенного положения шпульки:

$h = {\begin{array}{l} h_{Min}, & если (x_{0} + δ x) \leq h_{Min} \\ x_{0} + δ x, & еще \end{array}$

где:

h является открытием отверстия. Нижний Min относится к минимальному значению, соответствующему полностью закрытому отверстию. Это значение вычисляется во время симуляции от параметров блоков.
x является смещением шпульки, заданным через порт S физического сигнала. Нижний 0 обозначает смещение открытия, заданное в параметрах блоков Initial opening.
δ является отверстием вводная ориентация: +1, если положительный, -1, если отрицательный. Это значение задано в параметрах блоков Orifice orientation.

Минимальное отверстие, открывающее _Min h, вычисляется приблизительно с помощью выражения:

$h_{Min} \approx \frac{d_{o}}{2} [1 - потому что (\frac{π D_{h, Min}}{2 n_{o} d_{o}})]$

где:

d _o является диаметром отдельной дыры. Это значение получено из параметров блоков Diameter of round holes. Дыры приняты, чтобы быть идентичными в размере.
n _o является количеством круглых дыр, включающих отверстие. Это значение получено из параметров блоков Number of round holes.
D _{h, Min} является минимальным значением гидравлического диаметра отверстия в целом. Это значение вычисляется от минимальной вводной области, заданной в параметрах блоков Leakage area:

$D_{h, Min} = \frac{π d_{}^{o2}}{4} .$

Вводная область отверстия (сумма по различным круглым дырам) вычисляется от условного выражения:

$A (h) = {\begin{array}{l} A_{Утечка} & для h \leq 0 \\ [\frac{}{18} n_{o} \cdot d_{}^{o2} [2 \arccos (1 - \frac{2 h}{d_{o}}) - \sin (2 \arccos (1 - \frac{2 h}{d_{o}}))]] + A_{Утечка} & для 0 < h < d_{o} \\ A_{M a x} + A_{Утечка} & для h \geq d_{o} \end{array},$

где:

_Утечка A является вводной областью в полностью закрытой позиции, когда только утечка остается. Это значение получено из параметров блоков Leakage area.
_Max A является вводной областью в полностью открытой позиции, когда дыры открыты для полной мощности. Это значение вычисляется от номера и диаметра дыр:

$A_{Max} = n_{o} π \frac{d_{}^{o2}}{4}$

Скорость потока жидкости отверстия

Уровень чистого потока через отверстие вычисляется как:

$q = C_{D} \cdot A (h) \sqrt{\frac{2}{ρ}} \frac{Δ p}{{(Δ p^{2} + p_{Cr}^{2})}^{1 / 4}},$

где:

q является объемным расходом через отверстие (сумма скорости потока жидкости через различные дыры).
C _D является коэффициентом выброса отверстия. Это значение получено из параметров блоков Flow discharge coefficient.
A является совокупной вводной областью отверстия (вычисленный как функция отверстия, открывающего h).
Δp является перепадом давления от порта A до порта B:

$Δ p = p_{A} - p_{B},$
где p является манометрическим давлением через порт, обозначенный в индексе.
_Cr p является расчетным значением критического давления (от порта A до порта B), в котором поток, как рассматривается, переключает между пластинчатыми и бурными режимами.

Критический перепад давления

Вычисление критического перепада давления меняется в зависимости от установки параметров блоков Laminar transition specification:

By pressure ratio — Получите критический перепад давления из критического отношения давления:

$p_{Cr} = (p_{В среднем} + p_{Банкомат}) (1 - β),$
где β является критическим отношением давления, полученным из параметров блоков Laminar flow pressure ratio, заданных как отношение давления выхода на входное давление в точке перехода между пластинчатыми и бурными режимами. Нижний Atm обозначает атмосферное значение (0.101325 MPa при стандартных ссылочных условиях) и нижний Avg среднее значение манометрических давлений в портах:

$p_{В среднем} = \frac{p_{A} + p_{B}}{2},$
By Reynolds number — Получите критический перепад давления из критического числа Рейнольдса:

$p_{Cr} = \frac{ρ}{2} {(\frac{{Ре}_{Cr} \cdot ν}{C_{D} \cdot D_{H}})}^{2},$
где Re_{, Cr} является критическим числом Рейнольдса, в котором поток, как могут говорить, переходит между пластинчатыми и бурными режимами, ν, является средним значением кинематических вязкостей в портах, и D _h является гидравлическим диаметром отверстия:

$D_{h} = {\begin{array}{l} D_{h, Min}, & если h \leq h_{Min} \\ d_{o} + D_{h, Min}, & если h > d_{o} \\ \frac{4 A}{P}, & еще \end{array},$
с P как сумма периметров дыр:
$P = n_{o} d_{o} [2acos (1 - \frac{2 h}{d_{o}}) + 2asin (acos [1 - \frac{2 h}{d_{o}}])]$

Основные предположения и ограничения

Жидкая инерция проигнорирована.

Параметры

Diameter of round holes

Диаметр дыр отверстия. Значением по умолчанию является 5e-3 m.

Number of round holes

Количество дыр. Значением по умолчанию является 6.

Flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр для полной характеристики отверстия. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно обеспечивается в таблицах данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.6.

Initial opening

Открытие начальной буквы отверстия. Параметр может быть положительным (underlapped отверстие), отрицательным (перекрытое отверстие) или равным нулю для нулевой настройки полировки. Значение начального открытия не зависит от ориентации отверстия. Значением по умолчанию является 0.

Orifice orientation

Параметр введен, чтобы указать, что эффект отверстия управляет членским движением на открытии клапана. Параметр может быть установлен на одну из двух опций: Opens in positive direction или Opens in negative direction. Opens in positive direction значения задает отверстие, участник управления которого открывает клапан, когда это переключено в глобально присвоенном положительном направлении. Параметр чрезвычайно полезен для создания клапана мультиотверстия со всеми отверстиями, управляемыми той же шпулькой. Значением по умолчанию является Opens in positive direction.

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-15 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 отверстия.
B: Гидравлический порт сохранения сопоставлен с выходом отверстия.
S: Порт физического сигнала, чтобы управлять смещением шпульки.

Скорость потока жидкости положительна если потоки жидкости от порта A до порта B. Положительный сигнал в порте S физического сигнала открывает или закрывает отверстие в зависимости от значения параметра Orifice orientation.

Документация

Отверстие с переменной областью круглые дыры

Библиотека

Описание

Отверстие вводная область

Скорость потока жидкости отверстия

Критический перепад давления

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 R2006a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Отверстие с переменной областью круглые дыры

Библиотека

Описание

Отверстие вводная область

Скорость потока жидкости отверстия

Критический перепад давления

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 R2006a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

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