Компенсированный давлению клапан контроля потока с 3 путями

Гидравлическое давление, компенсирующее клапан с 3 путями

Библиотека

Клапаны контроля потока

Описание

Блок Pressure-Compensated 3-Way Flow Control Valve представляет компенсированный давлению клапан контроля потока с 3 путями как основанную на таблице данных модель. Модель клапана включает переменное отверстие и обычно закрытый клапан регулировки давления, соединенный параллельно с отверстием. Цель клапана регулировки давления состоит в том, чтобы поддержать предварительно установленный перепад давления через отверстие путем отклонения некоторых, вытекают из порта к корпусу (порт R), если перепад давления превышает предварительно установленное значение. Порт C управляет открытием отверстия, как показано в следующей фигуре.

В зависимости от данных, перечисленных в каталогах производителя или таблицах данных для вашего конкретного клапана, можно выбрать одну из следующих образцовых опций параметризации:

By maximum area and opening — Используйте эту опцию, если таблица данных обеспечивает только область максимума отверстия и штрих максимума участника управления.
By area vs. opening table — Используйте эту опцию, если каталог или таблица данных предоставляют таблицу области прохода отверстия на основе перемещения участника управления A=A(h).

В первом случае область прохода принята, чтобы линейно зависеть от перемещения участника управления, то есть, отверстие принято, чтобы быть закрытым, если начальное открытие отверстия обнуляется, и положение участника управления также равняется нулю. Максимальное открытие отверстия происходит в максимальном смещении. Во втором случае область прохода определяется одномерной интерполяцией из таблицы A=A(h).

Представление клапана регулировки давления не составляет инерцию, трение или гидравлические силы. Клапан имеет следующее отношение перепада давления области:

$A_{p c} = {\begin{array}{l} A_{l e a k} & для p < p_{s e t} \\ (p - p_{s e t}) \frac{A_{\max_p c}}{p_{r e g}} & для p_{s e t} \leq p \leq (p_{s e t} + p_{r e g}) \\ A_{\max_p c} & для p > (p_{s e t} + p_{r e g}) \end{array}$

где

_PC A	Область прохода клапана регулировки давления
p	Перепад давления через отверстие
p _{установлен}	Задайте перепад давления
p _reg	Область значений регулирования
A _{max_pc}	Область максимума клапана регулировки давления
_Утечка A	Закрытая область утечки отверстия для компенсатора давления

И для переменного отверстия и для компенсатора давления, маленькая область утечки принята, чтобы существовать даже после того, как отверстие будет полностью закрыто. Физически, это представляет возможное разрешение в закрытом клапане, но основная цель параметра состоит в том, чтобы 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.

После того, как область была определена, блок вычисляет скорость потока жидкости и для отверстия и для компенсатора давления согласно следующим уравнениям:

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

$A = {\begin{array}{l} A_{p c} & для компенсатора давления \\ A_{o r} & для переменного отверстия \end{array}$

$A_{p c} = {\begin{array}{l} h \cdot A_{\max} / h_{\max} + A_{l e a k} & для h > 0 \\ A_{l e a k} & для h < = 0 \end{array}$

h = x ₀ + x

$p = {\begin{array}{l} p_{A} - p_{R} & для компенсатора давления \\ p_{A} - p_{B} & для переменного отверстия \end{array}$

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

$D_{H} = \sqrt{\frac{4 A}{π}}$

где

q	Скорость потока жидкости
p	Перепад давления
p _A, p _B, p _R	Манометрические давления в распределительных коробках
CD	Коэффициент выброса потока
A	Мгновенная область прохода отверстия
A _макс.	Область максимума отверстия
_Утечка A	Закрытая область утечки отверстия
h _макс.	Управляйте членским смещением максимума
x0	Начальное открытие
x	Управляйте членским перемещением от исходного положения
h	Открытие отверстия
ρ	Жидкая плотность
ν	Жидкая кинематическая вязкость
p _cr	Минимальное давление для турбулентного течения
Re _cr	Критическое число Рейнольдса
D _H	Мгновенное отверстие гидравлический диаметр

Связи A, B, и R являются сохраняющими гидравлическими портами, сопоставленными с входным отверстием клапана, выходом, и возвращаются, соответственно. Связь C является портом физического сигнала, через который управляют открытием отверстия. Блок положительное направление от порта к порту B. Положительный сигнал в порте C открывает клапан.

Предположения и ограничения

Жидкая инерция и загрузка компенсатора давления не учтены.

Переменная вкладка отверстия

Orifice parameterization

Выберите один из следующих методов для определения отверстия:

By maximum opening and area — Обеспечьте значения для максимальной области отверстия и максимального открытия отверстия. Область прохода линейно зависит от перемещения участника управления, то есть, отверстие закрывается в исходном положении участника управления (нулевое смещение), и максимальное открытие происходит в максимальном смещении. Это - метод по умолчанию.
By orifice area vs. orifice opening table — Обеспечьте сведенные в таблицу данные открытий отверстия и соответствующих областей отверстия. Область прохода определяется одномерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.

Orifice maximum area

Область полностью открытого отверстия. Значение параметров должно быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 1e-4 m^2. Этот параметр используется, если Orifice parameterization установлен в By maximum opening and area.

Orifice maximum opening

Максимальное перемещение участника управления. Значение параметров должно быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 0.005 m. Этот параметр используется, если Orifice parameterization установлен в By maximum opening and area.

Tabulated orifice openings

Вектор входных значений для открытий отверстия, заданных как одномерный массив. Вектор входных значений должен строго увеличиваться. Значения могут быть неоднородно расположены с интервалами. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо обеспечить по крайней мере два значения для линейной интерполяции, по крайней мере три значения для сглаженной интерполяции. Значениями по умолчанию, в мм, является [-6, 0, 1, 3, 6, 9, 15]. Этот параметр используется, если Orifice parameterization установлен в By orifice area vs. orifice opening table. значения Tabulated orifice openings будут использоваться вместе со значениями Tabulated orifice area для одномерного поиска по таблице.

Tabulated orifice area

Вектор областей отверстия, заданных как одномерный массив. Вектор должен быть одного размера как вектор открытий отверстия. Все значения должны быть положительными. Значениями по умолчанию, в cm^2, является [1e-7, 1e-6, 0.08, 0.145, 0.96, 1, 1.001]. Этот параметр используется, если Orifice parameterization установлен в By orifice area vs. orifice opening table.

Interpolation method

Этот параметр используется, если Orifice parameterization установлен в By orifice area vs. orifice opening table. Выберите один из следующих методов интерполяции для приближения выходного значения, когда входное значение будет между двумя последовательными узлами решетки:

Linear — Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую производительность.
Smooth — Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую с непрерывными производными первого порядка.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).

Extrapolation method

Этот параметр используется, если Orifice parameterization установлен в By orifice area vs. orifice opening table. Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение будет вне области значений, заданной в списке аргументов:

Linear — Выберите эту опцию, чтобы произвести кривую с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и на контуре с областью интерполяции.
Самый близкий Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выходит за предел самой высокой точки в данных или ниже самой низкой точки в данных.

Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницу с описанием блока PS Lookup Table (1D).

Orifice initial opening

Открытие начальной буквы отверстия. Параметр может быть положительным (underlapped отверстие), отрицательным (перекрытое отверстие), или 0 для настройки нулевой полировки. Значением по умолчанию является 0.

Orifice flow discharge coefficient

Полуэмпирический коэффициент, который используется в вычислении скорости потока жидкости через отверстие. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно обеспечивается в таблицах данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.6.

Orifice 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 Orifice 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 Orifice critical Reynolds number.

Orifice 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 Orifice laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.

Orifice 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. Этот параметр видим, только если параметр Orifice laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Orifice leakage area

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом отверстии. 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-9 m^2.

Вкладка компенсатора давления

Pressure differential across orifice setting

Перепад давлений, который должен сохраняться через переменное отверстие компенсатором давления. Значением по умолчанию является 6e5 Pa.

Pressure differential regulation range

Увеличение давления по предварительно установленному уровню, необходимому к полностью открытому отверстие компенсатора давления. Чем ниже значение области значений, тем выше чувствительность клапана. Значением по умолчанию является 0.5e5 Pa.

Pressure compensator maximum area

Область полностью открытого компенсатора давления. Значение параметров должно быть больше, чем нуль. Значением по умолчанию является 1e-4 m^2.

Pressure compensator flow discharge coefficient

Полуэмпирический коэффициент, который используется в вычислении скорости потока жидкости через компенсатор давления. Значением по умолчанию является 0.6.

Pressure compensator 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 Pressure compensator 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 Pressure compensator critical Reynolds number.

Pressure compensator 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 Pressure compensator laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.

Pressure compensator 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. Этот параметр видим, только если параметр Pressure compensator laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Pressure compensator leakage area

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом отверстии. Должно быть больше, чем 0. 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. Значением по умолчанию является 1e-9 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.
R: Гидравлический порт сохранения, который соединяется с корпусом.
C: Порт управления физического сигнала.

Документация

Компенсированный давлению клапан контроля потока с 3 путями

Библиотека

Описание

Предположения и ограничения

Параметры

Переменная вкладка отверстия

Вкладка компенсатора давления

Глобальные параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2013b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Компенсированный давлению клапан контроля потока с 3 путями

Библиотека

Описание

Предположения и ограничения

Параметры

Переменная вкладка отверстия

Вкладка компенсатора давления

Глобальные параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2013b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

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