Компенсатор давления

Клапан раньше регулировал перепад давления через гидравлический компонент

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Клапаны / Клапаны регулировки давления

Описание

Блок Pressure Compensator моделирует поток через клапан, который сжимает, чтобы поддержать предварительно установленный перепад давления между выбранным два гидравлических узла. Клапан имеет четыре гидравлических порта, два являющийся проходами потока (входное отверстие, A, и выход, B) и два датчика давления (X и Y). Обычно открытый клапан сокращается, когда перепад давления от X до Y повышается выше установки давления клапана. Понижение вводной области является функцией перепада давления — пропорциональный ему в линейной параметризации (значение по умолчанию блока) или общей функцией ее в сведенной в таблицу параметризации. Клапан служит своей цели, пока он не поражает предел своей области значений регулирования давления — точка, в которой полностью закрывается клапан, и перепад давления может снова повыситься неустанный.

Открытие клапана

Вводное вычисление области зависит от параметризации клапана, выбранной для блока: или Linear area-opening relationship или Tabulated data - Area vs. pressure.

Линейная параметризация

Если параметры блоков Valve parameterization находятся в настройке по умолчанию Linear area-opening relationship, вводная область вычисляется как:

S(Δpx, y )=SMax −k(Δpx, y −ΔpНабор),

где:

  • S Max является значением, заданным в параметрах блоков Maximum passage area.

  • Набор Δp является значением, заданным в параметрах блоков Valve pressure setting.

  • Δp XY является перепадом давления от порта X до порта Y:

    ΔpX, y =pX−pY,

    где p является манометрическим давлением в порте, обозначенном индексом (X или Y).

  • k является линейным коэффициентом пропорциональности:

    k=SMax −SУтечкаΔpРедж,

    где в свою очередь:

    • Утечка S является значением, заданным в параметрах блоков Leakage area.

    • Редж Δp - то, который задал в параметрах блоков Valve regulation range.

В и ниже установки давления клапана, вводной областью является область полностью открытого клапана:

S(ΔpXY≤ΔpНабор)=SMax .

В и выше максимального давления, вводная область то, что из-за одной только внутренней утечки:

S(Δp≥ΔpMax )=SУтечка,

где максимальный перепад давления Δp Max является суммой:

ΔpMax =ΔpНабор+ΔpРедж.

Вводная область в параметризации Linear area-opening relationship

Сведенная в таблицу параметризация

Если параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure, вводная область вычисляется как:

S=S(ΔpX, y ),

где S XY является сведенной в таблицу функцией, созданной из параметров блоков Opening area vector и Pressure drop vector. Функция основана на линейной интерполяции (для точек в области значений данных) и экстраполяция ближайшего соседа (для точек вне области значений данных). Утечка и максимальные вводные области являются минимальными и максимальными значениями параметров блоков Valve opening area vector.

Вводная область в параметризации Tabulated data - Area vs. pressure

Открытие динамики

По умолчанию клапан вводная динамика проигнорирован. Клапан принят, чтобы мгновенно ответить на изменения в перепаде давления без задержки между началом воздействия давления и увеличенным клапаном, открывающимся, который производит воздействие. Если такие задержки имеют значение в модели, можно получить их путем установки параметров блоков Opening dynamics на Include valve opening dynamics. Клапаны затем открывают каждого на уровне, данном выражением:

S˙=S(ΔpSS)−S(Δp\in)τ,

где τ является мерой времени, необходимого для мгновенной вводной области (преобразуйте в нижний индекс In) достигнуть нового установившегося значения (преобразовывают в нижний индекс SS).

Область утечки

Основная цель области утечки закрытого клапана должна гарантировать, что никогда не делает фрагмент гидравлической сети, становятся изолированными от остатка от модели. Такие изолированные фрагменты уменьшают числовую робастность модели и могут замедлить симуляцию или заставить его перестать работать. Утечка обычно присутствует в крохотных суммах в действительных клапанах, но в модели ее точное значение менее важно, чем она являющийся небольшим числом, больше, чем нуль. Область утечки получена из параметров блоков того же имени.

Скорость потока жидкости клапана

Причины падения давления, понесенного в проходах клапана, проигнорированы в блоке. Безотносительно их характеров — внезапных изменений области, искривлений прохода потока — только их совокупный эффект рассматривается во время симуляции. Этот эффект получен в блоке коэффициентом выброса, мерой скорости потока жидкости через клапан относительно теоретического значения, которое это имело бы в идеальном клапане. Скорость потока жидкости через клапан задана как:

q=CDS2ρΔpA, B [(ΔpA, B )2+pКритика2]1/4,

где:

  • q является объемным расходом через клапан.

  • C D является значением параметров блоков Discharge coefficient.

  • S является вводной областью клапана.

  • AB Δp является перепадом давления от порта A до порта B.

  • Критика p является перепадом давления, при котором поток переключает между режимами ламинарного и турбулентного течения.

Расчет критического давления зависит от установки параметров блоков Laminar transition specification. Если этот параметр находится в настройке по умолчанию By pressure ratio:

pКритика=(pБанкомат+pВ среднем)(1−βКритика),

где:

  • Банкомат p является атмосферным давлением (как задано для соответствующей гидравлической сети).

  • p В среднем является средним значением манометрических давлений в портах A и B.

  • Критика β является значением параметров блоков Laminar flow pressure ratio.

Если параметры блоков Laminar transition specification вместо этого установлены в By Reynolds number:

pКритика=ρ2(РеКритикаνCDDH)2,

где:

  • Критика Re является значением параметров блоков Critical Reynolds number.

  • ν является кинематической вязкостью, заданной для гидравлической сети.

  • D H является мгновенным гидравлическим диаметром:

    DH=4Sπ.

Порты

Сохранение

развернуть все

Открытие, посредством которого поток может ввести клапан.

Открытие, посредством которого поток может выйти из клапана.

Порт, в котором давление измеряется в целях установки клапана вводная область.

Порт, в котором давление измеряется в целях установки клапана вводная область.

Параметры

развернуть все

Метод, которым можно вычислить вводную область клапана. Настройка по умолчанию предписывает линейное соотношение между вводной областью клапана и перепадом давления между его портами датчика. Альтернативная установка позволяет, чтобы общее, нелинейное отношение было задано в сведенной в таблицу форме.

Вводная область клапана в полностью открытой позиции. Клапан полностью открыт, если перепад давления от порта X до порта Y является меньше, чем значение, заданное в параметрах блоков Valve pressure setting.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Перепад давления от порта X до порта Y, который должен поддержать клапан. Клапан закрывается в пропорции к перепаду давления, если это должно превысить значение, заданное здесь. Если перепад давления является меньше, чем это значение, вводная область - то, который задал в параметрах блоков Maximum passage area.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Интервал перепада давления, на котором клапан разработан, чтобы действовать. Этот интервал простирается от самого большого перепада давления, при котором клапан полностью открыт для самого низкого перепада давления, при котором полностью закрывается клапан. Только в этой области значений клапан, способный к поддержанию заданной установки давления.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Отношение фактической скорости потока жидкости через клапан к теоретическому значению, которое это имело бы в идеальном клапане. Этот полуэмпирический параметр измеряет поток, позволенный через клапан: чем больше его значение, тем больше скорость потока жидкости. Обратитесь к таблице данных клапана, при наличии, для этого параметра.

Вводная область клапана в полностью закрытой позиции, когда только внутренняя утечка между ее портами остается. Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты тепловой жидкой сети становиться изолированными. Точное значение, заданное здесь, менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Вектор перепадов давления от порта X до порта Y, в котором можно задать вводную область клапана. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо. Этот порядок важен при определении параметров блоков Opening area vector.

Блок использует эти данные, чтобы создать интерполяционную таблицу, которой можно определить от перепада давления клапан вводная область. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в сведенной в таблицу области значений данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений).

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure.

Вектор вводных областей, соответствующих точкам останова, задан в параметрах блоков Pressure differential vector. Векторные элементы должны уменьшиться монотонно слева направо (с увеличивающимся давлением). Для лучших результатов избегайте областей сглаженного наклона.

Блок использует эти данные, чтобы создать интерполяционную таблицу, которой можно определить от перепада давления клапан вводная область. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в сведенной в таблицу области значений данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений).

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure.

Параметр, с точки зрения которого можно задать контур между режимами ламинарного и турбулентного течения. Отношение давления параметризации по умолчанию задано как манометрическое давление при выходе, разделенном на то же самое во входном отверстии.

Отношение давления, в котором поток принят к переходу между пластинчатыми и бурными режимами. Отношение давления задано как манометрическое давление при выходе, разделенном на то же самое во входном отверстии. Переход принят, чтобы быть сглаженным и в центре на этом значении.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Laminar transition specification установлены в Reynolds number.

Число Рейнольдса, в котором поток принят к переходу между пластинчатыми и бурными режимами.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Laminar transition specification установлены в Reynolds number.

Выбор того, получить ли вводную динамику клапана. Выбор Include valve opening dynamics заставляет клапан постепенно открываться, чтобы приблизиться к его новой установившейся области по маленькому отрезку времени. Характеристическое время для таких переходов дано в параметрах блоков Opening time constant.

Установка этого параметра на альтернативный Do not include valve opening dynamics эквивалентна определению значения 0 в течение постоянного времени открытия. Вводная область в этом случае принята, чтобы достигнуть ее нового установившегося значения мгновенно.

Включайте вводную динамику, чтобы более точно получить поведение действительного клапана. Для лучшей производительности симуляции в реальном времени используйте с локальным решателем или отключите клапан вводная динамика в целом.

Мера времени, потраченного клапаном к переходу от его текущей вводной области до нового установившегося значения. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить уровень, на котором клапан открывается и от него мгновенная вводная область на следующем временном шаге.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening dynamics установлены в Include valve opening dynamics.

Область, нормальная к направлению потока в клапане в начале симуляции. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить начальный уровень, на котором клапан открывается и от него мгновенная вводная область на следующем временном шаге.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening dynamics установлены в Include valve opening dynamics.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| |

Введенный в R2016a

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте