2-Way Directional Valve (TL)
Клапан для модуляции потока между двумя тепловыми жидкими узлами
Описание
Блок 2-Way Directional Valve (TL) моделирует поток через направленный распределительный клапан с двумя портами (A и B) и один путь к потоку (A –B). Путь содержит отверстие переменного сечения, которое масштабируется пропорционально смещению поршня управления — часто шар, золотник или диафрагма, сопоставленная с сигналом в порте S. Клапаны этого типа служат переключателями, которыми можно модулировать поток в одной строке, например, чтобы разрядиться текут из бака. Модель клапана основана на блоке Variable Area Orifice (TL), и это совместно использует уравнения, описанные для того блока.
Положения клапана
Клапан с плавкой регулировкой. Это переключает гладко между положениями, из которых это имеет два. Один — нормальное положение — то, что, к которому возвращается клапан, когда его управляющий сигнал падает на нуль. Если смещение открытия не было задано, A –B отверстие всегда полностью закрывается в этом положении. Другой — рабочее положение — то, что, в который перемещается клапан, когда его управляющий сигнал повышается до максимума. Отверстие обычно полностью открыто в этом положении. Обратите внимание на то, что, ли отверстие на самом деле открыто и насколько открытый это, оба зависят от вводных смещений клапана.
Открытие клапана
То, которые располагают клапан, находится в, зависит от координаты поршня управления относительно A –B отверстие — длина, упомянутая здесь как открытие отверстия. Открытие отверстия вычисляется в процессе моделирования от смещения открытия, заданного через параметры блоков того же имени, и от смещения поршня управления, данного физическим сигналом в порте S:
где:
AB h является A –B открытие отверстия.
h AB0 является A –B открытие смещения.
x является смещением поршня управления.
Смещение поршня управления нуля соответствует клапану, который находится в его нормальном положении. A –B трещины отверстия открывается, когда вводная переменная (AB h) повышается выше нуля. Это затем продолжает расширяться с увеличивающимся открытием отверстия — и поэтому с увеличивающимся смещением поршня управления.
Отверстие полностью открыто, когда его открытие отверстия в заданном максимуме. В линейной параметризации клапана этот максимум получен из параметров блоков Maximum valve opening. В сведенной в таблицу параметризации клапана максимальное открытие получено из последней точки останова в табличных данных.
Открытие смещений
Клапан по умолчанию сконфигурирован так, чтобы он был полностью закрыт, когда смещение поршня управления является нулем. Такой клапан часто описывается как полируемый нулем. Это возможно, путем применения смещения к поршню управления, чтобы смоделировать клапан, который является underlapped (частично открытый, когда смещение поршня управления является нулем), или перекрытый (полностью закрытый до смещения поршня управления, равного прикладному смещению). Фигура показывает открытие отверстия функцией смещения поршня управления для каждого случая:
Случай I: полированный нулем клапан. Смещение открытия является нулем. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления полностью покрывает отверстие. Полированный нулем клапан полностью закрывается когда падения смещения поршня управления, ниже нуля.
Случай II: underlapped клапан. Смещение открытия положительно. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления покрывает отверстие, но не полностью. underlapped клапан частично открыт, пока смещение поршня управления не падает ниже отрицаемого значения смещения.
Случай III: перекрытый клапан. Смещение открытия отрицательно. Поршень управления полностью покрывает отверстие не только в нормальном положении, но и по небольшой области вокруг этого. Перекрытый клапан полностью закрывается, пока поршень управления не пересекает смещение открытия, заданное для отверстия.
Открытие характеристик
Открытие отверстия служит в процессе моделирования, чтобы вычислить массовую скорость потока жидкости через отверстие. Вычисление может быть прямым отображением от открытия до скорости потока жидкости или косвенного преобразования, сначала от открытия до площади постоянного отверстия и затем от площади постоянного отверстия до массовой скорости потока жидкости. Вычисление и данные, требуемые для него, зависят от установки параметров блоков Valve parameterization:
Linear area-opening relationship — Вычислите область открытия клапана от перемещения органа управления, и от него получают массовую скорость потока жидкости через клапан. Вводная область принята, чтобы варьироваться линейно с перемещением органа управления. Наклон линейного выражения определяется из параметров блоков Maximum opening area и Maximum valve opening.
Tabulated data - Area vs. opening — Вычислите область открытия клапана от перемещения органа управления, и от него получают массовую скорость потока жидкости через клапан. Вводная область может варьироваться нелинейно с перемещением органа управления. Отношение между этими двумя дано табличными данными в параметрах блоков Opening area vector и Valve opening vector.
Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop — Вычислите массовую скорость потока жидкости непосредственно от перемещения органа управления и перепада давления на клапане. Отношение между этими тремя переменными может быть нелинейным, и оно дано табличными данными в Valve opening vector, Pressure drop vector и параметрах блоков Mass flow rate table.
Утечка
Основная цель уровня утечек закрытого клапана должна гарантировать, что никогда фрагмент тепловой жидкой сети не становится изолированным от остатка от модели. Такие изолированные фрагменты уменьшают числовую робастность модели и могут замедлить симуляцию или заставить его перестать работать. Утечка обычно присутствует в реальных клапанах, но в модели ее точное значение менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль. Уровень утечек определяется из параметров блоков Leakage area.
Падение давления и восстановление
Перепад давления в клапане вычисляется от эмпирического параметра, известного как коэффициент расхода (полученный из параметров блоков Discharge coefficient). Вычисление получает эффект режима течения с перепадом давления, являющимся пропорциональным массовой скорости потока жидкости, когда поток ламинарен и квадрату того же самого, когда поток турбулентен. Также полученный восстановление давления, чем в реальных клапанах, происходит между vena contracta (самая узкая апертура клапана) и выходом, который обычно находится маленькое расстояние далеко.
Составьте структуру компонента
Этот блок является составным компонентом, включающим один блок Variable Area Orifice (TL), расположенный как показано в фигуре. Параметры блоков Orifice orientation установлены так, чтобы положительный сигнал действовал, чтобы открыть отверстие. Заданное смещение открытия применяется к этому блоку. Обратитесь к блоку Variable Area Orifice (TL) для детали о вводных вычислениях области.
Порты
Входной параметр
развернуть все
S — Смещение поршня управления, unitless
физический сигнал
Мгновенное смещение поршня управления клапана.
Сохранение
развернуть все
A — Проход потока
тепловая жидкость
Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана.
B — Проход потока
тепловая жидкость
Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана.
Параметры
развернуть все
Valve parameterization — Метод, которым можно смоделировать вводные характеристики клапана
Linear area-opening relationship (значение по умолчанию) | Tabulated data - Area vs. opening | Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop
Метод, которым можно смоделировать вводные характеристики клапана. Настройка по умолчанию предписывает линейное соотношение между областью открытия клапана и открытием клапана. Альтернативные настройки позволяют, чтобы общее, нелинейное отношение было задано в табличной форме, в одном случае между вводной областью и перемещением органа управления (открытие клапана), в другом случае между массовой скоростью потока жидкости и и открытие клапана и перепад давления между портами.
Maximum valve opening — Перемещение органа управления, в котором вводная область в максимуме
5e-3 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах длины
Перемещение органа управления, в котором клапан полностью открыт и его вводная область, поэтому в максимуме. Этот параметр используется, чтобы вычислить наклон линейного выражения, связывающего вводную область с перемещением органа управления (открытие клапана).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Linear area-opening relationship.
Maximum opening area — Вводная область клапана в положении полностью открытого отверстия
1e-4 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади
Вводная область клапана в положении полностью открытого отверстия, когда поршень управления в положении, заданном в параметрах блоков maximum valve opening. Этот параметр используется, чтобы вычислить наклон линейного выражения, связывающего вводную область с перемещением органа управления (открытие клапана).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Linear area-opening relationship.
Leakage area — Вводная область клапана в максимально закрытой позиции
1e-10 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади
Вводная область клапана в положении полностью закрытого отверстия, 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 Valve parameterization установлены в Linear area-opening relationship.
Smoothing factor — Мера объема сглаживания, чтобы примениться к вводной функции области
0.01
Мера объема сглаживания, чтобы примениться к вводной функции области. Этот параметр определяет ширины областей, которые будут сглаживаться, один являющийся в положении полностью открытого отверстия, другой в положении полностью закрытого отверстия. Сглаживание накладывает на линейной вводной функции области два нелинейных сегмента, один для каждой области сглаживания. Чем больше заданное значение, тем больше сглаживание и более широкое нелинейные сегменты.
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Linear area-opening relationship.
Valve opening vector — Вектор перемещений органа управления, в которых можно свести в таблицу области открытия клапана
[-0.002, 0, 0.002, 0.005, 0.015] m (значение по умолчанию) | вектор положительных чисел в единицах длины
Вектор перемещений органа управления, в которых можно задать — зависящий от параметризации клапана — вводная область клапана или его массовой скорости потока жидкости. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо. Этот вектор должен быть равен в размере заданному в параметрах блоков Opening area vector или к количеству строк в параметрах блоков Mass flow rate table.
Эти данные служат, чтобы создать одностороннюю интерполяционную таблицу, которой можно определить, от перемещения органа управления, вводной области клапана или двухсторонней интерполяционной таблицы, которой можно определить, от перемещения органа управления и перепада давления, массовой скорости потока жидкости клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений данных).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. opening.
Opening area vector — Вектор вводных областей в заданных точках останова открытия клапана
[1e-09, 2.0352e-07, 4.0736e-05, 0.00011438, 0.00034356] m^2 (значение по умолчанию) | вектор положительных чисел в единицах площади
Вектор вводных областей, соответствующих точкам останова, задан в параметрах блоков Valve opening vector. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо (с увеличивающимся перемещением органа управления). Этот вектор должен быть равен в размере количеству точек останова открытия клапана.
Эти данные служат, чтобы создать одностороннюю интерполяционную таблицу, которой можно определить из перемещения органа управления вводную область клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений данных).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. opening.
Pressure drop vector — Вектор перепадов давления, при которых можно свести в таблицу массовые скорости потока жидкости
[-0.1, 0.3, 0.5, 0.7] MPa (значение по умолчанию) | вектор в единицах давления
Вектор перепадов давления от порта A до порта B, в котором можно определить массовую скорость потока жидкости клапана. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо. Этот вектор должен быть равен в размере количеству столбцов в параметрах блоков Mass flow rate table.
Эти данные служат, чтобы создать двухстороннюю интерполяционную таблицу, которой можно определить, от перемещения органа управления и перепада давления, вводной области клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений данных).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop.
Mass flow rate table — Матрица массовых скоростей потока жидкости в заданном открытии клапана и точках останова перепада давления
[-1e-05, 1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; -.002, .0035, .0045, .0053; -.4, .7, .9, 1.06; -1.13, 1.96, 2.5, 3; -3.45, 6, 7.7, 9.13] kg/s (значение по умолчанию) | матрица в единицах массы/времени
Матрица массовых скоростей потока жидкости, соответствующих точкам останова, заданным в Valve opening vector и параметрах блоков Pressure drop vector. Перемещение органа управления увеличивается от строки до строки сверху донизу. Перепад давления увеличивается от столбца до столбца слева направо. Массовая скорость потока жидкости должна увеличиться монотонно в тех же направлениях (с увеличивающимся перемещением органа управления и увеличивающий перепад давления).
Эти данные служат, чтобы создать двухстороннюю интерполяционную таблицу, которой можно определить, от перемещения органа управления и перепада давления, вводной области клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений данных). Убедитесь, что количество строк равно размеру параметров блоков Opening area vector и что количество столбцов равно размеру параметров блоков Pressure drop vector.
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop.
Reference inflow temperature — Вставьте температуру, при которой можно задать табличные данные
293.15 K (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах температуры
Номинальная входная температура, со ссылкой на абсолютный нуль, в котором можно задать табличные данные. Этот параметр используется, чтобы настроить массовую скорость потока жидкости согласно температуре, измеренной в процессе моделирования.
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop.
Reference inflow pressure — Вставьте давление, при котором можно задать табличные данные
0.101325 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления
Номинальное входное давление, со ссылкой на абсолютный нуль, в котором можно задать табличные данные. Этот параметр используется, чтобы настроить массовую скорость потока жидкости согласно давлению, измеренному в процессе моделирования.
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop.
Valve opening offset — Расстояние, которым можно переместить поршень управления в нормальном положении клапана
0 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах длины
Возместите между поршнем управления и местоположением, в котором, в нормальном положении отверстия, он полностью покрыл бы отверстие. Задайте положительное смещение, чтобы смоделировать приоткрытое отверстие или отрицательное смещение, чтобы смоделировать перекрывающееся отверстие. Для детали о том, как вводные смещения влияют на вычисления блока, см. описание блока.
Cross-sectional area at ports A and B — Площадь потока в тепловых жидких портах
0.01 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади
Область, нормальная к пути к потоку в каждом порте. Порты приняты, чтобы быть равными в размере. Площадь потока, заданная здесь, должна совпадать с теми из входов тех компонентов, с которыми соединяется клапан.
Characteristic longitudinal length — Мера длины пути к потоку через клапан
0.1
Среднее расстояние, пересеченное жидкостью, когда, это перемещается от входа до выхода. Это расстояние используется в вычислении внутренней тепловой проводимости, которая происходит между этими двумя портами (как часть сглаживавшего против ветра энергетическая схема, используемая в тепловой жидкой области).
Discharge coefficient — Эмпирический фактор, заданный как отношение фактических к идеальным массовым скоростям потока жидкости
0.7
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.
Critical Reynolds number — Число Рейнольдса за пределами между режимами ламинарного и турбулентного течения
12
Число Рейнольдса, в котором поток принят к переходу между ламинарными и турбулентными режимами.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.
Введенный в R2016a
