Ball Valve (G)

Клапан с продольным переводом шара как элемент управления

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Газ / Valves & Orifices / Клапаны контроля потока

Описание

Блок Ball Valve (G) моделирует отверстие с шаром перевода (технически тарелка) как механизм управления потоками. Шар измерен, чтобы полностью покрыть отверстие и расположен, чтобы переключить в соответствии с потоком. Его место перфорировано, с открытием, частью отверстия, через которое поток должен передать, будучи или с острым краем или коническим в форме. Расстояние шара к месту определяет вводную область клапана.

Открытый шаровой клапан с коническим местом

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.

Шаровые клапаны (обычно) испытывают недостаток во вводных характеристиках, чтобы точно модулировать или отрегулировать скорость потока жидкости; они чаще всего служат отключением и запорными клапанами, бинарными переключателями вкл/выкл, которые часто или полностью открыты или максимально закрыты.

Механика шара

В реальном клапане шар часто соединяется основой с кнопкой. Когда кнопка нажимается — магнитной силой соленоидной обмотки, скажем, или циклическим действием ротационного бегунка — сдвиги шара с его места, прогрессивно открывая клапан до максимума. Пружина между шаром и органом по действиям клапана как механизм возврата, позволяя шару вернуться к его нормальному положению однажды кнопка выпущена.

Блок получает движение шара, но не детали его механики. Движение выводит из нормированного перемещения, определенного как физический сигнал в порте L. Нормализация относительно максимального положения шара (в котором клапан полностью открыт). Это помогает думать о смещении, положении и связанных количествах как части (обычно от 0 к 1) вместо как длины.

Если действие кнопки и возвращает пружинный вопрос в вашей модели, можно получить эти элементы отдельно с помощью других блоков Simscape. Подсистема Механического устройства Simscape делает хороший источник для сигнала смещения шара. Во многих случаях, однако, это достаточно, чтобы знать что смещение передать шару. Можно затем обычно игнорировать механику клапана.

Положение шара

Сигнал смещения позволяет блоку вычислять мгновенное положение шара, от которого следует открытие клапана. Открытие понятно как площадь потока, но для простоты моделирования оно часто лучше всего выражается как коэффициент потока или звуковая проводимость. (''Простота моделирования'' зависит от доступных данных от производителя.)

Положение и переменные типа "смещение" измеряют разные вещи. (Мгновенное) положение дает расстояние шара к его месту отдыха на месте;

смещение дает только что расстояние до его нормального (неприводимого в движение) положения. Нормальное положение, фиксированная координата, не должно быть нулем: шар может быть установлен так, чтобы это обычно было от места. (Клапан затем частично открыт, даже когда он отключается и его тарелка в покое.)

Нормальное расстояние между шаром и его местом является смещением управления лифтом клапана, заданным в параметрах блоков того же имени. Думайте о как о постоянном смещении, данном шару при сборке клапана. Переменное смещение от порта L, с другой стороны, получает движение шара во время работы клапана, после того, как это было собрано и установлено. Мгновенное положение шара является суммой двух:

$h (L) = L + h_{0},$

где:

h является мгновенным положением шара, нормированного против его максимального значения. Эта переменная может лежать в диапазоне от 0 к 1, с 0 предоставление максимально закрытого клапана и 1 полностью открытый клапан. Если вычисление должно возвратить номер за пределами этой области значений, тот номер определяется к связанному самому близкому (0 если результат отрицателен, 1 в противном случае). Другими словами, нормированное положение насыщает в 0 и 1.
L является переменным смещением шара, нормированного против максимального положения того же самого. Эта переменная получена из физического сигнала в порте L. Нет никаких ограничений на его значение. Можно сделать его меньшим, чем 0 или больше, чем 1, например, чтобы компенсировать одинаково экстремальное смещение клапана.
h ₀ является фиксированным смещением шара относительно его места в нормальном положении (когда клапан отключается и свободен от входных параметров). Его значение также нормировано против максимального положения шара, хотя нет никакого требования, чтобы это находилось между 0 и 1.

Числовое сглаживание

Нормированное положение, h, охватывает три области. В достаточно маленьком смещении это насыщает в 0 и клапан полностью закрывается. В достаточно большом смещении это насыщает в 1 и клапан полностью открыт. Промежуточный, это варьируется линейно между его границами насыщения, давая клапан, который частично открыт.

Переходы между областями резки и их прерывистые наклоны. Они ставят проблему к решателям переменного шага (вид, обычно используемый с моделями Simscape). Чтобы точно получить разрывы, упомянутые в некоторых контекстах как нулевые события пересечения, решатель должен уменьшать свой временной шаг, делая паузу кратко во время пересечения для того, чтобы повторно вычислить его якобиевскую матрицу (представление зависимостей между переменными состояния модели и их производных времени).

Эта стратегия решателя эффективна и устойчива, когда разрывы присутствуют. Это делает решатель менее подверженным ошибкам сходимости — но это может значительно расширить время, должен был закончить запущенную симуляцию, возможно, чрезмерно так для практического применения в режиме реального времени симуляция. Альтернативный подход, используемый здесь, должен удалить разрывы в целом.

Нормированное положение с резкими переходами

Чтобы удалить наклонные разрывы, блок приглаживает их по небольшой части вводной кривой. Сглаживание, которое добавляет небольшое искажение при каждом переходе, гарантирует, что простота клапана в его ограничивающие положения, а не привязывается (резко) в них. Сглаживание является дополнительным: можно отключить его путем обнуления его масштаба времени. Форма и шкала сглаживания, когда применено, выводят частично из кубических полиномов:

$λ_{L} = 3 {\bar{h}}_{}^{L2} - 2 {\bar{h}}_{}^{L3}$

$λ_{R} = 3 {\bar{h}}_{}^{R2} - 2 {\bar{h}}_{}^{R3},$

где

${\bar{h}}_{L} = \frac{h}{Δ h^{*}}$

${\bar{h}}_{R} = \frac{h - (1 - Δ h^{*})}{Δ h^{*}} .$

В уравнениях:

ƛ _L является выражением сглаживания для перехода от максимально закрытой позиции.
ƛ _R является выражением сглаживания для перехода от положения полностью открытого отверстия.
Δp^* является (безразмерной) характеристической шириной области сглаживания:

$Δ h^{*} = \frac{}{12} f^{*},$
где f^* является фактором сглаживания, оцененным между 0 и 1 и полученный из параметров блоков того же имени.
Когда фактором сглаживания является 0, нормированное положение шара остается в своей исходной форме — никакое примененное сглаживание — и его переходы не остается резким. Когда это - 1, сглаживание порождает линейную оболочку столбцов перемещения всего шара (с нормированным положением шара, принимающим форму S-кривой).
В промежуточных значениях сглаживание ограничивается частью той области значений. Значение 0.5, например, будет сглаживать переходы более чем четверть области значений перемещения на каждой стороне (для общей сглаженной области половины той области значений).

Сглаживание добавляет две новых области в нормированную функцию положения шара — один для плавного перехода слева, другого для того справа, давая в общей сложности пять областей. Они выражаются в кусочно-линейной функции:

$h^{*} = {\begin{array}{l} 0, & h \leq 0 \\ h λ_{L}, & h < Δ h^{*} \\ h, & h \leq 1 - Δ h^{*} \\ h (1 - λ_{R}) + λ_{R}, & h < 1 \\ 1 & h \geq 1 \end{array},$

где h* является сглаживавшей областью открытия клапана. Рисунок показывает эффект сглаживания на резкости переходов.

Вводная область

Вводная область в данном положении шара зависит частично от геометрии своего места. Той геометрией, заданной в параметре Valve seat geometry, может быть любой Sharp-edged или Conical. В каждом случае область узкого места, через которую поток должен передать, в форме конического frustum. Боковая поверхность frustum дает вводную область.

frustum конуса является любым разделом того же самого, взятого между двумя плоскостями, параллельными основе. В этом блоке (мнимый) конус охватывает от поверхности места (где это имеет свою основу) к центру шара (его вершина). frustum формируется путем сокращения конуса, где это пересекает шар.

Основа конуса, чтобы быть точной, является звонком контакта между местом и шаром, когда клапан находится в закрытой позиции. Звонок совпадает с ребром места, только если это с острым краем. Это находится внутрь от ребра, если место является коническим — где-нибудь вдоль конической поверхности между отверстием и емкостью шара.

Общее выражение

frustum основного радиуса R, главный радиус r и наклонная высота l имеет для его области боковой поверхности:

$S = π (R + r) l .$

Чтобы составлять утечку, блок добавляет маленькую константу в это выражение:

$S = π (R + r) l + S_{Утечка},$

где _Утечка S является маленькой вводной областью, которая остается в максимально закрытом должном клапане, например, к допускам скуки клапана, поверхностным дефектам или несовершенной изоляции между шаром и его местом. Эта область получена из параметров блоков Leakage area.

Место с острым краем

Если место с острым краем, радиус основы frustum является радиусом самого отверстия (или половина диаметра отверстия, D _O, заданный в блоке). Радиус главной поверхности является маленьким декрементом, δ, от той из основы. Декремент и наклонная высота, l, являются функциями нормированного положения шара (h). Эти длины показаны на рисунке.

В терминах диаметра отверстия, декремента радиуса и наклонной высоты, frustum область (S) становится:

$S = π [D_{O} + (D_{O} - 2 δ)] l + S_{Утечка}$

Перестроенный и записанный в терминах радиуса отверстия (2RO = D _O):

$S = π (4 R_{O} - 2 δ) l + S_{Утечка}$

Значения δ и l получены из выражений тригонометрии и пропорции. Они основаны на сторонах показанных на рисунке треугольников. $\bar{C D}$ соответствует декременту радиуса (δ) и $\bar{C E}$ к наклонной высоте (l). $\bar{O A}$ равно в длине радиусу отверстия.

Другие соответствующие длины включают $\bar{O E}$ (половина диаметра шара, R _B) и $\bar{C B}$ (положение того же самого, h). Различные длины больше ясно показывают в фигуре ниже. Диаметры отверстия (R _O) и шара (R _B) получены из параметров блоков, названных по имени их. Положение шара вычисляется от сигнала в порте L.

Наклонная высота может теперь быть выражена как:

$l = O C - R_{B},$

где OC является расстоянием от центра шара (укажите O) к точке на ребре отверстия (C). От теоремы Pythagoras:

$O C = \sqrt{{[h ρ + A B]}^{2} + R_{}^{O2}},$

где ρ является максимальным положением шара в единицах длины (в отличие от нормированного положения шара, которое безразмерно). Его значение вычисляется путем решения равенства:

$S (h) = S_{Max},$

где S _Max является максимальной вводной областью:

$S_{Max} = π R_{}^{O2},$

где R _O является радиусом отверстия (половина значения, заданного в параметрах блоков Orifice diameter.

Так же для длины AB:

$A B = \sqrt{R_{}^{B2} - R_{}^{O2}}$

Декремент радиуса, δ, может аналогично быть выражен как:

$δ = \frac{l}{O C} R_{O} .$

При объединении этих выражений и реорганизации их, дает:

$S = 2 π R_{O} O C [1 - {(\frac{R_{B}}{O C})}^{2}] + S_{Утечка},$

где OC как задан выше.

Коническое место

Если место является коническим, шар останавливается не на оправе отверстия, а на конической поверхности, которая расширяет от него. Основа frustum больше не совпадает с отверстием в своем радиусе, и эта переменная вместо этого вычисляется от других длин. Рисунок показывает frustum-имеющее-форму открытие клапана и несоответствия в размере между его основой и отверстием.

Вычисления frustum размерностей основаны на треугольниках, показанных ниже. Как в вычислениях с острым краем, $\bar{C D}$ декремент в радиусе от основы до верхней части (δ) и $\bar{C E}$ наклонная высота frustum (l). Длина $\bar{O A}$ дает основной радиус.

Другие соответствующие размерности включают угол конусности (θ, взятый между сторонами сечения конуса) и радиус шара (R _B). Эти и другие размерности больше ясно показывают в фигуре ниже.

В терминах этих размерностей область боковой поверхности frustum:

$S = π (O A - 2 δ) l + S_{Утечка},$

где OA является радиусом основы:

$O A = (l + R_{B}) потому что (\frac{θ}{2}),$

где θ является углом между стороной конического места и его центральной линией, полученной из параметра Cone angle (характерный для Conical параметризация). Наклонная высота frustum:

$l = sin (\frac{θ}{2}) h ρ,$

где, как в вычислениях с острым краем, ρ является максимальным положением шара в единицах длины. Декремент в радиусе от основы до верхней части:

$δ = потому что (\frac{θ}{2}) l .$

Объединение этих выражений, применение основных тригонометрических отношений для двойных углов и расположение условий дают для вводной области:

$S = 2 π R_{B} h ρ sin (θ) + π h^{2} ρ^{} 2sin (θ) sin (\frac{θ}{2}) + S_{Утечка},$

Звуковая проводимость

В то время как вводная область варьируется в процессе моделирования, также - массовая скорость потока жидкости через клапан. Отношение между этими двумя переменными, однако, является косвенным. Массовая скорость потока жидкости задана в терминах звуковой проводимости клапана и именно этого количества, вводная область действительно определяет.

Звуковая проводимость, если вы незнакомы с ним, описывает простоту, с которой будет течь газ, когда это будет дросселироваться — когда его скорость в его теоретическом максимуме (локальная скорость звука). Его измерение и вычисление покрыты подробно в стандарте ISO 6358 (на котором этот блок базируется).

О только одном значении обычно сообщают в таблицах данных клапана: один взятый в устойчивом состоянии в положении полностью открытого отверстия. Это - то же самое, заданное в диалоговом окне блока (когда установкой Valve parameterization является Sonic conductance). Для значений через вводную область значений клапана этот максимум масштабируется (нормированной) областью открытия клапана:

$C (S) = \frac{S}{S_{Max}} C_{Max},$

где C является звуковой проводимостью и нижним Max обозначает значение заданного (производителя). Звуковая проводимость варьируется линейно между C _Max в положении полностью открытого отверстия и $S_{Утечка} \div S_{Max} \times C_{Max}$ в максимально закрытой позиции — значение близко к нулю и только благодаря внутренней утечке между портами.

Другая параметризация

Поскольку звуковая проводимость не может быть доступной (или самый удобный выбор для вашей модели), блок обеспечивает несколько эквивалентной параметризации. Используйте Valve parameterization выпадающий список, чтобы выбрать лучшее для данных под рукой. Параметризация:

Compute from geometry
Sonic conductance
Cv coefficient (USCS)
Kv coefficient (SI)

Параметризация отличается только по данным, которых они требуют вас. Их массовые вычисления скорости потока жидкости все еще основаны на звуковой проводимости. Если вы выбираете параметризацию кроме Sonic conductance, затем блок преобразует альтернативные данные — (вычисленную) вводную область или (заданный) коэффициент потока — в эквивалентную звуковую проводимость.

Коэффициенты потока

Коэффициенты потока измеряют то, что является, в основе, тем же количеством — скорость потока жидкости через клапан в некоторых согласованных температурный и перепад давления. Они отличаются только по стандартным условиям, используемым в их определении и в физических единицах измерения, используемых в их выражении:

C _v измеряется при общепринятой температуре 60 ℉ и перепад давления 1 PSI; это выражается в имперских модулях US gpm. Это - коэффициент потока, используемый в модели, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Cv coefficient (USCS).
K _v измеряется при общепринятой температуре 15 ℃ и перепад давления 1 bar; это выражается в метрических модулях ^m3/h. Это - коэффициент потока, используемый в модели, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Kv coefficient (SI).

Звуковые преобразования проводимости

Если параметризация клапана установлена в Cv Coefficient (USCS), звуковая проводимость вычисляется в максимально закрытых и полностью открытых положениях клапана из параметров блоков Cv coefficient (SI) at leakage flow и Cv coefficient (SI) at maximum flow:

$C = (4 \times 10^{- 8} C_{v}) m^{3} / (s P a),$

где C _v является содействующим значением потока в максимальной или утечке. Дозвуковой индекс, m, установлен в 0.5 и критическое отношение давления, b _cr, установлено в 0.3. (Они используются в массовых вычислениях скорости потока жидкости, данных в разделе Momentum Balance.)

Если Kv coefficient (SI) параметризация используется вместо этого, звуковая проводимость вычисляется в тех же положениях клапана (максимально закрытый и полностью открытый) от параметров блоков Kv coefficient (USCS) at leakage flow и Kv coefficient (USCS) at maximum flow:

$C = (4.758 \times 10^{- 8} K_{v}) m^{3} / (s P a),$

где K _v является содействующим значением потока в максимальной или утечке. Дозвуковой индекс, m, установлен в 0.5 и критическое отношение давления, b _cr, установлено в 0.3.

Для Restriction area параметризация, звуковая проводимость вычисляется (в тех же положениях клапана) от Maximum opening area и параметров блоков Leakage area:

$C = (0.128 \times 4 S_{R} / π) L / (s b a r),$

где S _R является вводной областью в максимальной или утечке. Дозвуковой индекс, m, установлен в 0.5 в то время как критическое отношение давления, b _cr вычисляется из выражения:

$0.41 + 0.272 {(\frac{S_{R}}{S_{P}})}^{0.25},$

где нижний P относится к входу соединяющегося трубопровода.

Баланс импульса

Причины того падения давления, понесенного в проходах клапана, проигнорированы в блоке. Безотносительно их характеров — внезапных изменений области, искривлений прохода потока — только их совокупный эффект рассматривается в процессе моделирования. Этот эффект принят, чтобы отразиться полностью в звуковой проводимости клапана (или в данных альтернативной параметризации клапана).

Массовая скорость потока жидкости

Когда поток дросселируется, массовая скорость потока жидкости является функцией звуковой проводимости клапана и термодинамических условий (давление и температура), установленное во входе. Функция линейна относительно давления:

${\dot{m}}_{ch} = C ρ_{0} p_{\in} \sqrt{\frac{T_{0}}{T_{\in}}},$

где:

C является звуковой проводимостью в клапане. Его значение получено из параметров блоков того же имени или преобразованием других параметров блоков (точный источник в зависимости от установки Valve parameterization).
ρ является плотностью газа, здесь при стандартных условиях (преобразуйте в нижний индекс 0), полученный из параметров блоков Reference density.
p является абсолютным давлением газа, здесь соответствуя входу (in).
T является температурой газа во входе (in) или при стандартных условиях (0), последний, полученный из параметров блоков Reference temperature.

Когда поток является дозвуковым, и поэтому больше не дросселируемый, массовая скорость потока жидкости становится нелинейной функцией давления — оба это во входе, а также уменьшаемое значение при выходе. В режиме турбулентного течения (с давлением выхода, содержавшимся в отношении противодавления клапана), массовое выражение скорости потока жидкости:

${\dot{m}}_{tur} = C ρ_{0} p_{\in} \sqrt{\frac{T_{0}}{T_{\in}}} {[1 - {(\frac{p_{r} - b_{cr}}{1 - b_{cr}})}^{2}]}^{m},$

где:

p _r является отношением противодавления, или что между давлением выхода (p) и входным давлением (p _в):

$P_{r} = \frac{p_{}}{p_{\in}}$
b _cr является критическим отношением давления, в котором поток становится дросселируемым. Его значение получено из параметров блоков того же имени или преобразованием других параметров блоков (точный источник в зависимости от установки Valve parameterization).
m является дозвуковым индексом, эмпирический коэффициент, используемый, чтобы более точно охарактеризовать поведение дозвуковых потоков. Его значение получено из параметров блоков того же имени или преобразованием других параметров блоков (точный источник в зависимости от установки Valve parameterization).

Когда поток является ламинарным (и все еще дозвуковым), массовые изменения выражения скорости потока жидкости в:

${\dot{m}}_{бегство} = C ρ_{0} p_{\in} [\frac{1 - p_{r}}{1 - b_{бегство}}] \sqrt{\frac{T_{0}}{T_{\in}}} {[1 - {(\frac{b_{бегство} - b_{cr}}{1 - b_{cr}})}^{2}]}^{m}$

где _{бегство} b является критическим отношением давления, при котором происходит смена ламинарного на турбулентный режим течения (полученный из параметров блоков Laminar flow pressure ratio). При объединении массовых выражений скорости потока жидкости в одну (кусочную) функцию, дает:

$\dot{m} = {\begin{array}{l} {\dot{m}}_{бегство}, & b_{бегство} \leq p_{r} < 1 \\ {\dot{m}}_{tur}, & b_{cr} \leq p_{r} < p_{бегство} \\ {\dot{m}}_{ch}, & p_{r} < b_{Cr} \end{array},$

с верхней строкой, соответствующей дозвуковому и ламинарному течению, средней строке к дозвуковому и турбулентному течению и нижнему ряду к дросселируемому (и поэтому звуковой) поток.

Массовый баланс

Объем жидкости в клапане, и поэтому масса того же самого, приняты, чтобы очень быть малыми, и это, для моделирования целей, проигнорированных. В результате никакое количество газа не может накопиться там. Принципом сохранения массы массовая скорость потока жидкости в клапан через один порт должна поэтому равняться этому из клапана через другой порт:

${\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = 0,$

где $\dot{m}$ задан как массовая скорость потока жидкости в клапан через порт A или B. Обратите внимание на то, что в этом блоке поток может достигнуть, но не превысить звуковые скорости.

Энергетический баланс

Клапан моделируется как адиабатический компонент. Никакой теплообмен не может произойти между газом и стеной, которая окружает его. Никакие работа сделана на или газом, когда это пересекает от входа до выхода. С этими предположениями энергия может течь адвекцией только через порты A и B. Принципом сохранения энергии сумма энергетических потоков порта должна затем всегда равняться нулю:

$ϕ_{A} + ϕ_{B} = 0,$

где ϕ задан как энергетическая скорость потока жидкости в клапан через один из портов (A или B).

Порты

Входной параметр

развернуть все

`L` — Управляющий сигнал клапана, `unitless`
физический сигнал

Input port, через который можно задать управляющий сигнал для смещения шара клапана. Положение шара или лифт клапана, вычисляется как сумма этого сигнала и смещения управления лифтом клапана (заданный в параметрах блоков того же имени).

Когда положением шара является 0, клапан максимально закрывается, и поток ограничивается внутренней утечкой между портами. Когда положением шара является 1, клапан полностью открыт, и поток в максимуме, позволенном перепадом давления между портами.

Сохранение

развернуть все

`A` — Вход клапана
газ

Открытие, посредством которого рабочая жидкость может ввести или выйти из клапана. Направление потока зависит от перепада давления, установленного на клапане. Оба прямых и обратных направления позволены.

`B` — Вход клапана
газ

Параметры

развернуть все

`Valve seat specification` — Геометрия входа, на котором должен находиться шар
`Sharp-edged` (значение по умолчанию) | `Conical`

Геометрия места шара. Выбор геометрии определяет который вычисление использовать во вводной области клапана. См. описание блока для детали о вычислениях блока.

`Cone angle` — Угол между коническим местом клапана и его центральными линиями
`120 deg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в угловых единицах

Угол, сформированный наклоном конического места против его центральной линии.

Зависимости

Этот параметр активен и отсоединен в диалоговом окне блока, когда параметр Valve seat specification устанавливается на Conical.

`Ball diameter` — Диаметр шара раньше регулировал открытие клапана
`0.01 m` (значение по умолчанию) | скаляр в единицах длины

Диаметр элемента управления шара.

`Orifice diameter` — Диаметр отверстия, которому шар служит, чтобы сжать
`7e-3 m` (значение по умолчанию) | скаляр в единицах длины

Диаметр отверстия клапана. В тех с коническим местом диаметр является диаметром корня места (где это соответствует отверстию). Отверстие принято постоянным в сечении в его длине (от места до противоположного входа).

`Valve lift control offset` — Расстояние шара с его места, когда клапан находится в нормальном положении
0 (значение по умолчанию) | безразмерный скаляр

Смещение шара от корня его места, выраженного как часть его максимума, путешествует на расстояние, когда никакой вход управления не обеспечивается или когда тот вход является нулем (нормальное положение клапана. Мгновенное положение шара вычисляется в процессе моделирования как сумма этого смещения и управляющего сигнала, заданного в порте L. Клапан частично открыт в своем нормальном положении, когда смещение является частью между 0 и 1.

`Valve parameterization` — Метод, которым можно охарактеризовать открытие клапана
`Sonic conductance` (значение по умолчанию) | `Cv coefficient (USCS)` | `Kv coefficient (SI)` | `Restriction area`

Выбор метода ISO использовать в вычислении массовой скорости потока жидкости. Все вычисления основаны на параметризации Sonic conductance; если различная опция выбрана, данные, заданные в конвертированном в эквивалентную звуковую проводимость, критическое отношение давления и дозвуковой индекс. См. описание блока для получения дополнительной информации о преобразовании.

Этот параметр определяет, какие меры открытия клапана необходимо задать — и поэтому какая из тех мер появляется как параметры в диалоговом окне блока.

`Sonic conductance at maximum flow` — Мера максимальной скорости потока жидкости при ссылочных восходящих условиях
`1.6 l/s/bar` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в модулях объема/времени/давления

Эквивалентная мера максимальной скорости потока жидкости, позволенной 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 в литературе как C-значение.

Зависимости

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

`Critical pressure ratio` — Отношение противодавления, при ссылочных восходящих условиях, при которых скорость потока жидкости является максимумом
0.3 (значение по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

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

`Subsonic index` — Экспонента, используемая, чтобы более точно охарактеризовать поток в дозвуковом режиме
0.5 (значение по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

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

`Cv coefficient (USCS) at maximum flow` — Коэффициент потока полностью открытого клапана выразил в США обычные модули
0.4 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в модулях ft^3/min

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).

`Kv coefficient (SI) at maximum flow` — Коэффициент потока полностью открытого клапана выражается в единицах СИ
0.3 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в модулях L/min

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).

`Leakage area` — Вводная область в максимально закрытой позиции из-за изоляции недостатков
`1e-12 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

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 Opening area.

`Cross-sectional area at ports A and B` — Область, нормальная к пути к потоку в портах клапана
`0.01 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Область, нормальная к пути к потоку в портах клапана. Порты приняты, чтобы быть тем же самым в размере. Площадь потока, заданная здесь, должна идеально совпадать с теми из входов смежных компонентов.

`Laminar flow pressure ratio` — Отношение давления, в который переходы потока между ламинарным и турбулентным
0.999 (значение по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

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.

`Reference temperature` — Вставьте температуру, используемую в измерении звуковой проводимости
`293.15 K` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах температуры

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

`Reference density` — Вставьте плотность, используемую в измерении звуковой проводимости
1.185 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в модулях плотности

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

`Smoothing factor` — Объем сглаживания, чтобы примениться к функции области открытия клапана
0 (значение по умолчанию)

Объем сглаживания, чтобы примениться к вводной функции области 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 области 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.

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), которые имеют тенденцию замедлять уровень симуляции.

Документация

Ball Valve (G)

Описание

Механика шара

Положение шара

Числовое сглаживание

Вводная область

Общее выражение

Место с острым краем

Коническое место

Звуковая проводимость

Другая параметризация

Коэффициенты потока

Звуковые преобразования проводимости

Баланс импульса

Массовая скорость потока жидкости

Массовый баланс

Энергетический баланс

Порты

Входной параметр

L — Управляющий сигнал клапана, unitless физический сигнал

Сохранение

A — Вход клапана газ

B — Вход клапана газ

Параметры

Valve seat specification — Геометрия входа, на котором должен находиться шар Sharp-edged (значение по умолчанию) | Conical

Cone angle — Угол между коническим местом клапана и его центральными линиями 120 deg (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в угловых единицах

Зависимости

Ball diameter — Диаметр шара раньше регулировал открытие клапана 0.01 m (значение по умолчанию) | скаляр в единицах длины

Orifice diameter — Диаметр отверстия, которому шар служит, чтобы сжать 7e-3 m (значение по умолчанию) | скаляр в единицах длины

Valve lift control offset — Расстояние шара с его места, когда клапан находится в нормальном положении0 (значение по умолчанию) | безразмерный скаляр

Valve parameterization — Метод, которым можно охарактеризовать открытие клапана Sonic conductance (значение по умолчанию) | Cv coefficient (USCS) | Kv coefficient (SI) | Restriction area

Зависимости

Зависимости

Subsonic index — Экспонента, используемая, чтобы более точно охарактеризовать поток в дозвуковом режиме0.5 (значение по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Cross-sectional area at ports A and B — Область, нормальная к пути к потоку в портах клапана 0.01 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Laminar flow pressure ratio — Отношение давления, в который переходы потока между ламинарным и турбулентным0.999 (значение по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

Reference density — Вставьте плотность, используемую в измерении звуковой проводимости1.185 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в модулях плотности

Smoothing factor — Объем сглаживания, чтобы примениться к функции области открытия клапана0 (значение по умолчанию)

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2018b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`L` — Управляющий сигнал клапана, `unitless`
физический сигнал

`A` — Вход клапана
газ

`B` — Вход клапана
газ

`Valve seat specification` — Геометрия входа, на котором должен находиться шар
`Sharp-edged` (значение по умолчанию) | `Conical`

`Cone angle` — Угол между коническим местом клапана и его центральными линиями
`120 deg` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в угловых единицах

`Ball diameter` — Диаметр шара раньше регулировал открытие клапана
`0.01 m` (значение по умолчанию) | скаляр в единицах длины

`Orifice diameter` — Диаметр отверстия, которому шар служит, чтобы сжать
`7e-3 m` (значение по умолчанию) | скаляр в единицах длины

`Valve lift control offset` — Расстояние шара с его места, когда клапан находится в нормальном положении
0 (значение по умолчанию) | безразмерный скаляр

`Valve parameterization` — Метод, которым можно охарактеризовать открытие клапана
`Sonic conductance` (значение по умолчанию) | `Cv coefficient (USCS)` | `Kv coefficient (SI)` | `Restriction area`

`Subsonic index` — Экспонента, используемая, чтобы более точно охарактеризовать поток в дозвуковом режиме
0.5 (значение по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

`Cross-sectional area at ports A and B` — Область, нормальная к пути к потоку в портах клапана
`0.01 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

`Laminar flow pressure ratio` — Отношение давления, в который переходы потока между ламинарным и турбулентным
0.999 (значение по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

`Smoothing factor` — Объем сглаживания, чтобы примениться к функции области открытия клапана
0 (значение по умолчанию)

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