Управляемый клапан с двумя портами и одним путем к потоку
Simscape / Жидкости / Газ / Valves & Orifices / Направленные Распределительные клапаны
Блок 2-Way Directional Valve (G) моделирует клапан с двумя портами (A и B) и один путь к потоку (A –B). Путь пробегает отверстие переменной ширины, степень ее открытия, являющегося результатом движения поршня управления. Думайте о поршне управления как о золотнике с землей, которая покрывает (постепенно) A –B отверстие. Расстояние от земли к отверстию определяет, если, и до какой степени, отверстие открыто.
(Расстояние до отверстия вычисляется в процессе моделирования из сигнала смещения, заданного в порте S. Эти переменные — на самом деле, все расстояния, связанные с положением золотника — каждый заданы как безразмерная часть, обычно оцениваемая между 0
и +1
. Вычисления описаны подробно под Частями Открытия отверстия.)
Поток может быть ламинарным или турбулентным, и он может достигнуть (до) звуковых скоростей. Это происходит в vena contracta, точка только мимо горловины клапана, где поток является и своим самым узким и самым быстрым. Поток затем дросселирует, и его скорость насыщает с понижением нисходящего давления, больше не бывшего достаточного, чтобы увеличить его скорость. Дросселирование появляется, когда отношение противодавления поражает характеристику критического значения клапана. Сверхзвуковой поток не получен блоком.
Клапан с плавкой регулировкой. Это переключает гладко между положениями, из которых это имеет два: одно нормальное и одна работа.
Нормальное положение то, что, к которому возвращается клапан, когда он больше не управляется. Мгновенное смещение золотника (данный в порте S) является затем нулем. Если земля золотника не будет установлена при смещении к отверстию клапана, клапан будет полностью закрыт. Рабочее положение то, что, в который перемещается клапан, когда золотник максимально перемещен (в положительном направлении) от нормального положения. Отверстие затем полностью открыто.
То, какое смещение золотника помещает клапан в свое рабочее положение, зависит от смещения (земля на) золотник. Это смещение обычно применяется перед операцией в реальном клапане, и перед симуляцией в модели клапана. Его значение задано в блоке как постоянный именованный Valve opening fraction offset.
Между положениями клапана открытие A –B отверстие зависит от того, где относительно его оправы земля золотника, оказывается, находится. Это расстояние является открытием отверстия, и это нормировано здесь так, чтобы его значение было частью его максимума (расстояние, на котором полностью открыто). Нормированная переменная упоминается как часть открытия отверстия.
Часть открытия отверстия может лежать в диапазоне от 0
, в нормальном положении, к 1
, в рабочем положении. Его значение вычисляется от длин, уже сослался на: переменное смещение поршня управления (примененный во время операции) и фиксированное смещение ее земли (примененный во время установки). Они дают для части открытия отверстия:
где:
h является вводной частью для единственного отверстия, A –B. Если вычисление должно возвратить значение за пределами области значений 0
–1, самый близкий предел используется. (Часть открытия отверстия, как говорят, насыщает в
0
и 1
.)
H является вводным дробным смещением, заданным как параметры блоков (названный Valve opening fraction offset). Чтобы допускать необычные настройки клапана, никакое ограничение не наложено на свое значение, хотя обычно это будет падать между -1
и +1
.
x является нормированным мгновенным смещением золотника, заданного как физический сигнал в порте S. Чтобы компенсировать одинаково экстремальные вводные дробные смещения, никакое ограничение не наложено на свое значение (хотя обычно это также будет падать около области значений 0
и 1
).
Клапан по умолчанию сконфигурирован так, чтобы он был полностью закрыт, когда его смещение управления является нулем. Такой клапан часто описывается как полируемый нулем.
Это возможно, путем возмещения земли золотника, чтобы смоделировать клапан, который является underlapped (частично открытый в нормальном положении клапана) или перекрытый (полностью закрытый не только в, но и немного вне нормального положения). Рисунок показывает для каждого случая, как часть открытия отверстия меняется в зависимости от смещения золотника:
Случай I: полированный нулем клапан. Вводное дробное смещение является нулем. Когда клапан находится в нормальном положении, земля золотника полностью покрывает отверстие.
Случай II: underlapped клапан. Вводное дробное смещение положительно. Когда клапан находится в нормальном положении, земля золотника покрывает отверстие, но не полностью.
Случай III: перекрытый клапан. Вводное дробное смещение отрицательно. Земля золотника полностью покрывает отверстие не только в нормальном положении, но и по небольшой области (смещений золотника) вокруг этого.
Управляйте Положением в Полированном Нулем, Underlapped и Перекрытых клапанах
Это распространено, при выборе клапана для регулировки или приложений управления, чтобы совпадать с характеристикой потока клапана к системе, которую это должно отрегулировать.
Характеристика потока связывает открытие клапана к входу, который производит его, часто буферизуйте перемещение. Здесь, открытие выражается как звуковая проводимость, коэффициент потока или область ограничения (выбор между ними даваемыми в установке Valve parameterization). Вход управления является частью открытия отверстия (функция перемещения золотника, определенного в порте S).
Характеристика потока обычно дается в устойчивом состоянии с входом при постоянном, тщательно контролируемом давлении. Эта (свойственная) характеристика потока зависит только от клапана, и это может быть линейно или нелинейно, наиболее распространенные примеры последнего существа типы равного процента и быстрое открытие. Чтобы получить такие характеристики потока, блок обеспечивает выбор вводной параметризации (заданный в параметрах блоков того же имени):
Linear
— Звуковая проводимость (C) является линейной функцией части открытия отверстия (h). В параметризации клапана по умолчанию Sonic conductance
, конечные точки линии получены во вводных частях 0
и 1
от Sonic conductance and leakage flow и параметров блоков Sonic conductance at maximum flow.
Tabulated data
— Звуковая проводимость является общей функцией (линейный или нелинейный) части открытия отверстия. Функция задана в табличной форме, со столбцами табличного получения, в параметризации клапана по умолчанию, от параметров блоков Sonic conductance vector и Opening fraction vector.
(Если установка Valve parameterization отличается от Sonic conductance
, звуковые данные о проводимости получены преобразованием из выбранной меры открытия клапана — такого как область ограничения или коэффициент потока.)
Для управляемых систем важно, что клапан, если это установлено, быть приблизительно линейным в его характеристике потока. Эта (установленная) характеристика зависит от остатка от системы — это обычно не то же самое как свойственная характеристика, полученная в блоке. Насос, например, может иметь нелинейную характеристику, которую может соответственно компенсировать только нелинейный клапан, обычно типа равного процента. Это - случаи этого вида что Tabulated data
опция, в основном, предназначается.
Основная цель утечки состоит в том, чтобы гарантировать, что никакой раздел гидросистемы никогда не становится изолированным от остальных. Изолированные жидкие разделы могут уменьшать числовую робастность модели, замедляя уровень симуляции и, в некоторых случаях, заставляя его перестать работать в целом. В то время как утечка обычно присутствует в реальных клапанах, ее точное значение здесь менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль. Область утечки дана в параметрах блоков того же имени.
Этот блок является составным компонентом, включающим один блок Variable Orifice ISO 6358 (G), соединенный с портами A, B и S как показано ниже. Обратитесь к тому блоку для большего количества детали о параметризации клапана и вычислениях блока (например, используемые, чтобы определить массовую скорость потока жидкости через порты).
2-Way Directional Valve (G) | 3-Way Directional Valve (G) | 4-Way Directional Valve (G) | Variable Orifice ISO 6358 (G)