Orifice with Variable Area Slot

Гидравлическое отверстие переменного сечения с прямоугольной образующей

Библиотека

Отверстия

Описание

Блок моделирует отверстие переменного сечения, образованного цилиндрическим золотником с острым краем и прямоугольным выходом в слив. Скорость потока жидкости через отверстие пропорциональна открытию отверстия и перепаду давления на нем. Скорость потока жидкости определяется согласно следующим уравнениям:

q=CD⋅A(h)2ρΔp(Δp2+pCr2)1/4,

Δp=pA−pB,

h=x0+x·or

A(h)={Aleakесли b⋅h<Aleakb⋅hв противном случае 

где

qСкорость потока жидкости
pПерепад давления
p A, p BАбсолютные давления в распределительных коробках
CDКоэффициент расхода потока
A(h)Мгновенная область прохода отверстия
bШирина паза отверстия
x0 Начальное открытие
xБуферизуйте смещение от исходного положения
hОткрытие отверстия
orИндикатор ориентации отверстия. Переменная принимает +1 значение, если смещение золотника в глобальном положительном направлении открывает отверстие, и –1, если положительное движение уменьшает открытие.
ρПлотность жидкости
Утечка AЗакрытая область утечки отверстия
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 HМгновенный гидравлический диаметр отверстия
    νЖидкая кинематическая вязкость
    Re crКритическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number)

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 или закрывает отверстие в зависимости от значения параметра Orifice orientation.

Основные допущения и ограничения

  • Инерция жидкости не учитывается.

Параметры

Orifice width

Ширина прямоугольного отверстия. Значением по умолчанию является 1e-2 m.

Flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр для емкостной характеристики отверстия. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно указывается в табличных данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.7.

Initial opening

Начальное открытие отверстий. Параметр может быть положительным (приоткрытое отверстие), отрицательным (перекрывающееся отверстие) или равным нулю для нулевой настройки открытия. Значение начального открытия не зависит от ориентации отверстия. Значение по умолчанию 0.

Orifice orientation

Параметр введен, чтобы указать, что эффект отверстия влияет на движение при открытии клапана. Параметр может быть установлен на одну из двух опций: Opens in positive direction или Opens in negative direction. Значение Opens in positive direction задает отверстие, поршень управления которого открывает клапан, когда это смещено в глобальном положительном направлении. Параметр чрезвычайно полезен для создания клапанной кромки распределителя со всеми отверстиями, управляемыми тем же золотником. Значением по умолчанию является Opens in positive direction.

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 12. 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.

 Ограниченные параметры

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 отверстия.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходом отверстия.

S

Порт физического сигнала для управления перемещением золотника.

Скорость потока жидкости положительна если потоки жидкости от порта A к порту B. Положительный сигнал в порте S физического сигнала открывает или закрывает отверстие в зависимости от значения параметра Orifice orientation.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| | | | |

Введен в R2006a

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте