4-Way Directional Valve (TL)
Клапан для маршрутизации потока на перекрестке четырех линий
Описание
Блок 4-Way Directional Valve моделирует поток через направленный распределительный клапан с четырьмя портами (P, T, A и B) и четыре пути к потоку (P-A, P-B, A-T и B-T). Порты соединяются с тем, что в типичной системе является насосом (P), бак (T) и привод двойного действия (A и B). Пути каждый содержит отверстие переменного сечения, которое масштабируется пропорционально смещению поршня управления — часто шар, золотник или диафрагма, сопоставленная с сигналом в порте S. Этот клапан служит переключателем, которым можно разделить поток между руками четырехаспектного соединения.
Положения клапана
Клапан с плавкой регулировкой. Это переключает гладко между положениями, из которых это имеет три. Один — нормальное положение — то, что, к которому возвращается клапан, когда его управляющий сигнал падает на нуль. Если вводные смещения не были заданы, отверстия клапана всегда полностью закрываются в этом положении. Два — рабочие положения — являются теми, в которых перемещается клапан, когда (абсолютное значение) его управляющего сигнала повышается до максимума. Два отверстия обычно полностью закрываются и еще два, полностью открытые, когда клапан находится в рабочем положении. Обратите внимание на то, что, ли отверстие на самом деле открыто и насколько открытый это, оба зависят от вводных смещений клапана.
Рабочие положения показаны на рисунке в случае по умолчанию клапана, не открывая смещения. Один, пометил меня, соответствует P-A и B-T отверстия, являющиеся максимально открытым и P-B и A-T отверстия, максимально закрытые. Другой, пометил II, соответствует противоположному расположению, с P-B и A-T отверстия, являющиеся максимально открытым и P-A и B-T отверстия, максимально закрытые. В точках между нормальными и рабочими положениями одно отверстие частично открыто, в то время как другой полностью закрывается. Обратите внимание на то, что никакая связь не существует между портами A и B, ни между P и T и что никакой поток не может разработать через них.
Открытие клапана
То, которые располагают клапан, находится в, зависит от координат поршня управления относительно P-A, P-B, A-T и B-T отверстия — длины, упомянутые здесь как открытия отверстия. Они вычисляются в процессе моделирования от их вводных смещений, каждый заданный как параметры блоков в диалоговом окне блока, и от смещения поршня управления, данного физическим сигналом в порте S. Для P-A и B-T отверстия:
где:
PA h и BT h является P-A и B-T открытия отверстия.
h PA0 и h BT0 является P-A и B-T вводные смещения.
x является смещением поршня управления. Обратите внимание на то, что смещение поршня управления нуля соответствует клапану в своем нормальном состоянии.
Для P-B и A-T отверстия:
где:
Трещины отверстия открываются, когда его расчетное вводное (переменная h) повышается выше нуля. Это затем продолжает расширять с повышением вводное значение. В случаях P-B и A-T отверстия, это происходит, когда поршень управления перемещен в обратном направлении.
Отверстия - каждый полностью открытый, когда вводное значение в заданном максимуме. В линейной параметризации клапана этот максимум получен из параметров блоков Maximum valve opening. Можно установить параметр Area characteristics на Different for each flow path задавать параметр Maximum valve opening отдельно для каждого отверстия. В сведенной в таблицу параметризации клапана максимальное открытие получено из последней точки останова, заданной в табличных данных.
Открытие смещений
Вводные смещения нулем по умолчанию, настройка, которая оставляет отверстия каждым закрытый в нормальном положении клапана. Клапан, так сконфигурированный, как говорят, полируется нулем, ссылка на то, что поршень управления точно измерен, чтобы предотвратить поток через любое отверстие, когда неактивный, или неприводимый в движение (x = 0). В целях этого блока вводные смещения могут быть задуманы как естественные расстояния между землями (неприводимого в движение) поршня управления и отверстий, которые они должны покрыть.
Другие настройки клапана возможны. Клапан может быть underlapped, например, или перекрытый — условия, показательные из несоответствия между размерностями поршня управления и тех из отверстий клапана. Клапан является underlapped, если его отверстия, каждый частично открывается в нормальном положении. Такой клапан позволяет слабому потоку разрабатывать через все пути одновременно. Клапан перекрывается, если его отверстия каждый закрываются не только в нормальном положении, но и в маленькой области значений смещений поршня управления вокруг этого.
Рисунок показывает представительный клапан в трех настройках:
Случай I: полированный нулем клапан. Вводные смещения являются оба нулем. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления полностью покрывает оба отверстия. Полированный нулем клапан полностью закрывается, когда смещение поршня управления точно нулевое.
Случай II: underlapped клапан. Вводные смещения оба положительны. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления покрывает оба отверстия, но ни одного полностью. underlapped клапан всегда, по крайней мере, частично открываются.
Случай III: перекрытый клапан. Вводные смещения оба отрицательны. Поршень управления полностью покрывает оба отверстия не только в нормальном положении, но и по небольшой области вокруг этого. Перекрытый клапан полностью закрывается, пока поршень управления не пересекает вводное смещение ни одного отверстия.
Таблица суммирует настройки, которые клапан может взять и вводные смещения, которые характеризуют их. Используйте параметры блоков во вкладке Valve opening offsets, чтобы изменить смещения в случае необходимости.
Основные настройки распределительного клапана с 4 путями
| Настройка | Смещения открытия клапана |
|---|
|
Between ports P and A <0 Between ports P and B <0 Between ports A and T <0 Between ports B and T <0
|
|
Between ports P and A> 0 Between ports P and B> 0 Between ports A and T> 0 Between ports B and T> 0
|
|
|
|
Between ports P and A <0 Between ports P and B <0 Between ports A and T> 0 Between ports B and T> 0
|
|
Between ports P and A> 0 Between ports P and B <0 Between ports A and T> 0 Between ports B and T <0
|
|
Between ports P and A <0 Between ports P and B <0 Between ports A and T> 0 Between ports B and T <0
|
|
Between ports P and A <0 Between ports P and B <0 Between ports A and T <0 Between ports B and T> 0
|
|
Between ports P and A> 0 Between ports P and B> 0 Between ports A and T <0 Between ports B and T <0
|
|
Between ports P and A> 0 Between ports P and B <0 Between ports A and T <0 Between ports B and T <0
|
|
Between ports P and A <0 Between ports P and B> 0 Between ports A and T <0 Between ports B and T <0
|
|
Between ports P and A <0 Between ports P and B> 0 Between ports A and T <0 Between ports B and T> 0
|
Открытие характеристик
Открытия отверстия служат в процессе моделирования, чтобы вычислить массовые скорости потока жидкости через отверстия. 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 четыре блока Variable Area Orifice (TL), соединенные как показано в фигуре. Один управляющий сигнал приводит в движение четыре блока одновременно. Параметры блоков Orifice orientation установлены так, чтобы положительный сигнал действовал, чтобы открыть P-A и B-T отверстия при закрытии P-B и A-T отверстия. Заданные вводные смещения каждый применяются к блоку, представляющему намеченное отверстие. 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
P — Проход потока
тепловая жидкость
Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана. Этот порт обычно соединяется с жидкой линией предоставления.
T — Проход потока
тепловая жидкость
Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана. Этот порт обычно соединяется с жидкой возвратной линией.
A — Проход потока
тепловая жидкость
Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана. Этот порт обычно соединяется с линией приведения в действие.
B — Проход потока
тепловая жидкость
Открытие, посредством которого поток может ввести или выйти из клапана. Этот порт обычно соединяется с линией приведения в действие.
Параметры
развернуть все
Основные параметры
Area characteristics — Выбор идентичных или различных характеристик открытия отверстия
Identical for all flow paths (значение по умолчанию) | Different for each flow path
Предположение, чтобы сделать во вводных характеристиках отверстий клапана. Настройка по умолчанию приписывает те же вводные характеристики каждому отверстию. Максимальной вводной областью и открытием отверстия, в котором это происходит, является затем то же самое для всех отверстий. Используйте установку альтернативы, чтобы задать эти параметры отдельно для каждого отверстия.
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.
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.
Cross-sectional area at ports A, B, P, and T — 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.
Model parameterization
Maximum valve opening — Перемещение органа управления, в котором вводная область в максимуме
5e-3 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах длины
Значение открытия отверстия, в котором отверстие считается полностью открытым. Вводная область отверстия затем в максимуме. Максимальное открытие используется, чтобы вычислить наклон линейного выражения, связывающего область открытия отверстия с открытием отверстия.
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 отверстия, когда его открытию отверстия задали значение в параметрах блоков Maximum valve opening. Максимальный вводный параметр области используется, чтобы вычислить наклон линейного выражения, связывающего область открытия отверстия с открытием отверстия.
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.
Смещения открытия клапана
Between P and A — Поршень управления возмещен от положения в центре относительно отверстия P-A
0 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах длины
Расстояние, которым можно возместить поршень управления клапана от его (нулевого) положения в центре относительно P-A отверстие. Этот параметр определяет перемещение поршня управления, определенное через порт S, в котором полностью закрывается P-A отверстие. Обратите внимание на то, что перемещение органа управления, в котором полностью закрывается клапан, всегда в нуле. Установите все вводные смещения к положительным значениям моделировать underlapped клапан или к отрицательным величинам, чтобы смоделировать перекрытый клапан.
Between B and T — Поршень управления возмещен от положения в центре относительно отверстия P-A
0 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах длины
Расстояние, которым можно возместить поршень управления клапана от его (нулевого) положения в центре относительно B-T отверстие. Этот параметр определяет перемещение поршня управления, определенное через порт S, в котором полностью закрывается B-T отверстие. Обратите внимание на то, что перемещение органа управления, в котором полностью закрывается клапан, всегда в нуле. Установите все вводные смещения к положительным значениям моделировать underlapped клапан или к отрицательным величинам, чтобы смоделировать перекрытый клапан.
Between P and B — Поршень управления возмещен от положения в центре относительно отверстия P-A
0 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах длины
Расстояние, которым можно возместить поршень управления клапана от его (нулевого) положения в центре относительно P-B отверстие. Этот параметр определяет перемещение поршня управления, определенное через порт S, в котором полностью закрывается P-B отверстие. Обратите внимание на то, что перемещение органа управления, в котором полностью закрывается клапан, всегда в нуле. Установите все вводные смещения к положительным значениям моделировать underlapped клапан или к отрицательным величинам, чтобы смоделировать перекрытый клапан.
Between A and T — Поршень управления возмещен от положения в центре относительно отверстия A-T
0 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах длины
Расстояние, которым можно возместить поршень управления клапана от его (нулевого) положения в центре относительно A-T отверстие. Этот параметр определяет перемещение поршня управления, определенное через порт S, в котором полностью закрывается A-T отверстие. Обратите внимание на то, что перемещение органа управления, в котором полностью закрывается клапан, всегда в нуле. Установите все вводные смещения к положительным значениям моделировать underlapped клапан или к отрицательным величинам, чтобы смоделировать перекрытый клапан.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.
Введенный в R2016a
