2-Way Directional Valve (G)

Управляемый клапан с двумя портами и одним путем к потоку

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Газ / Valves & Orifices / Направленные Распределительные клапаны

Описание

Блок 2-Way Directional Valve (G) моделирует клапан с двумя портами (A и B) и один путь к потоку (AB). 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) AB 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.

Положения клапана

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.

Части открытия отверстия

Между положениями клапана открытие AB 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:

hAB=HAB+x,

где:

  • h является вводной частью для единственного отверстия, AB. 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).

Открытие дробных смещений

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

Открытие характеристик

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.

Утечка

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.

Составная структура

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).

Порты

Входной параметр

развернуть все

Мгновенное смещение поршня управления против его нормального (неприводимого в движение) положения, заданного как физический сигнал. Смещение нормировано против максимального положения поршня управления (который потребовал, чтобы открыть отверстие полностью). См. описание блока для получения дополнительной информации. Сигнал безразмерен и его мгновенное значение обычно (хотя не всегда) в области значений 0–1.

Сохранение

развернуть все

Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана.

Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана.

Параметры

развернуть все

Выбор метода ISO использовать в вычислении массовой скорости потока жидкости. Все вычисления основаны на Sonic conductance параметризация; если различная опция выбрана, заданные данные преобразованы в эквивалентную звуковую проводимость, критическое отношение давления и дозвуковой индекс. Смотрите вычисления блока Variable Orifice ISO 6358 (G) для детали о преобразованиях.

Метод, которым можно вычислить вводную область клапана. Настройка по умолчанию обрабатывает вводную область как линейную функцию части открытия отверстия. Альтернативная установка позволяет, чтобы общее, нелинейное отношение было задано (в табличной форме).

Эквивалентная мера максимальной скорости потока жидкости через клапан при некоторых ссылочных входных условиях, обычно обрисованные в общих чертах в ISO 8778. Поток в максимуме, когда клапан полностью открыт, и скорость потока дросселируется (это насыщаемый на локальной скорости звука). Это - значение, о котором обычно сообщают производители в листах технических данных.

Звуковая проводимость задана как отношение массовой скорости потока жидкости через клапан к продукту давления и плотности в восходящем направлении входа клапана. Этот параметр часто упоминается как C-значение.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance.

Эквивалентная мера минимальной скорости потока жидкости, позволенной через клапан при некоторых ссылочных входных условиях, обычно обрисованные в общих чертах в ISO 8778. Поток как минимум, когда клапан максимально закрывается, и только маленькая область утечки — из-за изоляции недостатков, скажем, или естественных допусков клапана — остается между его портами.

Звуковая проводимость задана как отношение массовой скорости потока жидкости через клапан к продукту давления и плотности в восходящем направлении входа клапана. Этот параметр часто упоминается в литературе как C-значение.

Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызвало проблемы в симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно что то, что это было (очень маленьким) номером, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance.

Отношение нисходящего потока к восходящим абсолютным давлениям, при которых поток становится дросселируемым (и его скорость становится влажным на локальной скорости звука). Этот параметр часто упоминается в литературе как b-значение. Введите номер, больше, чем или равный нулю и меньший, чем параметры блоков Laminar flow pressure ratio.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance.

Эмпирическая экспонента раньше более точно вычисляла массовую скорость потока жидкости через клапан, когда поток является дозвуковым. Этот параметр иногда упоминается как m-индекс. Его значением является приблизительно 0.5 для клапанов (и другие компоненты), чьи пути к потоку фиксируются.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance.

Коэффициент потока полностью открытого клапана, выраженного в США обычные модули ft3/min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную простоту, с которой газ пересечет клапан, когда управляется данным перепадом давления. Это - значение, о котором обычно сообщают производители в листах технических данных.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Cv coefficient (USCS).

Коэффициент потока максимально закрытого клапана, выраженного в США обычные модули L/min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную простоту, с которой газ пересечет клапан, когда управляется данным перепадом давления.

Цель значения утечки состоит в том, чтобы, в основном, гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызвало проблемы в симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно что то, что это было (очень маленьким) номером, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Cv coefficient (USCS).

Коэффициент потока полностью открытого клапана, выраженного в единицах СИ L/min. Этот параметр измеряет относительную простоту, с которой газ пересечет клапан, когда управляется данным перепадом давления. Это - значение, о котором обычно сообщают производители в листах технических данных.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Kv coefficient (SI).

Коэффициент потока максимально закрытого клапана, выраженного в единицах СИ L/min. Этот параметр измеряет относительную простоту, с которой газ пересечет клапан, когда управляется данным перепадом давления.

Цель значения утечки состоит в том, чтобы, в основном, гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызвало проблемы в симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно что то, что это было (очень маленьким) номером, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Kv coefficient (SI).

Сумма абсолютных давлений во входе и экспериментального порта, в котором клапан полностью открыт. Это значение отмечает конец области значений давления клапана (по которому то же самое прогрессивно открывается, чтобы допускать увеличенный поток).

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Restriction area.

Вводная область клапана в максимально закрытой позиции, когда только внутренняя утечка между портами остается. Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызвало проблемы в симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно что то, что это было (очень маленьким) номером, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Restriction area.

Открытие отверстия фракционируется, в котором можно задать выбранную меру открытия клапана — звуковая проводимость, коэффициент потока (в SI или формах USCS), или вводная область.

Этот вектор должен быть равен в размере тому (или те, в Sonic conductance параметризация) содержащий данные об открытии клапана. Векторные элементы должны быть положительными и увеличиться монотонно в значении слева направо.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Звуковые проводимости в точках останова, данных в параметре Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей часть открытия отверстия, звуковую проводимость и критическое отношение давления. Линейная интерполяция используется в области значений табличных данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — звуковой проводимости и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Критическое давление нормирует в точках останова, данных в параметре Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей часть открытия отверстия, звуковую проводимость и критическое отношение давления. Линейная интерполяция используется в области значений табличных данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — критических отношений давления и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Значения, заданные здесь, должны каждый быть больше или быть равными нулю и быть меньшими, чем параметры блоков Laminar flow pressure ratio.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Коэффициенты потока, выраженные в США обычные модули ft3/min, в точках останова, данных в Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей эти две переменные. Линейная интерполяция используется в области значений табличных данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — коэффициентов потока и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Cv coefficient (USCS) и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Коэффициенты потока, выраженные в единицах СИ ft3/min, в точках останова, данных в параметре Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей эти две переменные. Линейная интерполяция используется в области значений табличных данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — коэффициентов потока и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Kv coefficient (SI) и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Вводные области в точках останова, данных в параметре Opening fraction vector. Эти данные формируют основание для сведенной в таблицу функции, связывающей эти две переменные. Линейная интерполяция используется в области значений табличных данных; экстраполяция ближайшего соседа используется за пределами него. Эти два вектора — вводных областей и частей открытия отверстия — должны быть одного размера.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда установкой Valve parameterization является Restriction area и установкой Opening parameterization является Tabulated data.

Вводная часть клапана, когда смещение золотника является нулем. Клапан находится затем в нормальном положении. Вводная часть измеряет расстояние между землей золотника и отверстием клапана, нормированного позволенным максимумом.

Область, нормальная к пути к потоку в портах клапана. Порты приняты, чтобы быть одного размера. Площадь потока, заданная здесь, должна (идеально) совпадать с теми из входов смежных компонентов.

Объем сглаживания, чтобы примениться к вводной функции клапана. Этот параметр определяет ширины областей, которые будут сглаживаться — один расположенный в положении полностью открытого отверстия, другой в положении полностью закрытого отверстия.

Сглаживание накладывает на каждой области вводной функции нелинейный сегмент (полиномиальная функция третьего порядка, из которой сглаживание возникает). Чем больше значение, заданное здесь, тем больше сглаживание, и более широкое, которым становятся нелинейные сегменты. Смотрите блок Variable Orifice ISO 6358 (G) для удара сглаживания на вычислениях блока.

В значении по умолчанию 0, никакое сглаживание не применяется. Переходы к максимально закрытому и положения полностью открытого отверстия затем вводят разрывы (сопоставленный с нулевыми пересечениями). Они могут замедлить уровень симуляции.

Отношение давления, в который переходы потока между режимами ламинарного и турбулентного течения. Отношение давления является частью абсолютного давления в нисходящем направлении клапана по тот только восходящий из него. Поток ламинарен, когда фактическое отношение давления выше порога, заданного здесь и турбулентного, когда это ниже. Типичные значения лежат в диапазоне от 0.995 к 0.999.

Абсолютная температура, используемая во входе в измерении звуковой проводимости (как задано в ISO 8778).

Плотность газа, установленная во входе в измерении звуковой проводимости (как задано в ISO 8778).

Расширенные возможности

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

Введенный в R2018b

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте