Gate Valve

Гидравлический клапан логического элемента

Библиотека

Клапаны контроля потока

Описание

Блок Gate Valve моделирует клапан, состоящий из круглого отверстия в корпусе клапана и плоском логическом элементе, который перемещает перпендикуляр в ось отверстия. Отверстие в логическом элементе имеет тот же диаметр как отверстие в корпусе. Когда логический элемент перемещается, он открывает или закрывает проход клапана (показавший заштрихованной областью на следующем рисунке).

Скорость потока жидкости через клапан пропорциональна открытию клапана и перепаду давления на клапане. Скорость потока жидкости определяется согласно следующим уравнениям:

q=CD⋅A(h)2ρΔp(Δp2+pCr2)1/4,

Δp=pA−pB,

h=x0+x

A(h)={Aleakдля h<=0 или h>2D D2⋅(α2−sin(2α)4), α=aпотому что|1−hD|для 0<h<=2D

где

qСкорость потока жидкости
pПерепад давления
p A, p BАбсолютные давления в распределительных коробках
CDКоэффициент расхода потока
A(h)Мгновенная область прохода отверстия
x0 Начальное открытие
xПропустите смещение от исходного положения
hОткрытие клапана
DДиаметр отверстия
ρПлотность жидкости
Утечка AЗакрытая область утечки клапана
p crМинимальное давление турбулентного течения

Минимальное давление турбулентного течения, p cr, вычисляется согласно определенному методу перехода из ламинарного режима течения:

  • По отношению давления — переход от ламинарного к турбулентному режиму течения определяется следующими уравнениями:

    p cr = (p в среднем + банкомат p) (1 – бегство B)

    p в среднем = (p + p B)/2

    где

    p в среднемСреднее давление между распределительными коробками
    Банкомат pАтмосферное давление, 101 325 Па
    Бегство BОтношение давления при переходе между ламинарными и турбулентными режимами (значение параметров Laminar flow pressure ratio)

  • По числу Рейнольдса — переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:

    pcr=ρ2(Реcr⋅νCD⋅DH)2

    DH=4Aπ

    где

    D HКлапан мгновенный гидравлический диаметр
    νЖидкая кинематическая вязкость
    Re crКритическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number)

Связи A и B являются гидравлическими портами. Связь S является портом физического сигнала, который управляет смещением логического элемента. Положительное направление блока на порте A относительно порта B. Это означает, что скорость потока жидкости положительна, если она течет от А к B, и перепад давления определяется как Δp=pA−pB,. Положительный сигнал в порте S физического сигнала открывает клапан.

Основные допущения и ограничения

  • Никакие инерционные эффекты не учтены.

Параметры

Valve orifice diameter

Диаметр отверстия клапана. Отверстия в корпусе клапана и в логическом элементе имеют тот же диаметр. Значением по умолчанию является 0.01 m.

Initial opening

Начальное открытие клапана. Параметр может принять и положительные и отрицательные значения. Значение по умолчанию 0.

Flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр для характеристики мощности клапана. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно указывается в табличных данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.65.

Laminar transition specification

Выберите для блока режим перехода между ламинарным и турбулентным течениями:

  • Pressure ratio — Переход от ламинарного к турбулентному режиму является гладким и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.

  • Reynolds number — Переход от ламинарного к турбулентному режиму принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.

Laminar flow pressure ratio

Отношение давления, при котором происходит смена ламинарного на турбулентный режим течения. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.

Critical Reynolds number

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Можно найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках по гидравлике. Значением по умолчанию является 10. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Leakage area

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом клапане. Основная цель параметра состоит в том, чтобы обеспечить вычислительную целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после того, как клапан будет полностью закрыт. Значение параметров должно быть больше 0. Значением по умолчанию является 1e-12 м^2.

Глобальные параметры

Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:

  • Fluid density

  • Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.

Порты

Блок имеет следующие порты:

A

Гидравлический порт сопоставлен с входом клапана.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходом клапана.

S

Порт физического сигнала, который управляет смещением логического элемента. Сигнал применился к этому порту, обработан как поступательное движение, в метрах.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| | |

Представленный в R2011b

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте