Pressure Reducing 3-Way Valve

Составной клапан, включающий функции сокращения давления и предохранительных клапанов

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Клапаны / Клапаны регулировки давления

Описание

Блок Pressure Reducing 3-Way Valve моделирует поток через клапан, который сжимает и, при необходимости, вентиляторы (через отдельную линию), чтобы обеспечить предварительно установленный перепад давления между его выходом (порт A) и его средой (T, вентилятор). Клапан комбинирует функции двух более элементарных клапанов, один уменьшающий давление клапан, другой регулятор давления.

Уменьшающий давление клапан запускается между входом (P) и выходом (A). Это обычно открыто, но закрывается по мере необходимости, чтобы бороться с колебаниями давления в восходящем направлении выхода. Регулятор давления запускается между выходом (A) и вентилятором (T). Это обычно закрывается, но открывается, если давление выхода должно превысить (заданным объемом перехода) область значений регулирования давления уменьшающего давление клапана.

Областями открытия клапана являются функции перепада давления от порта A до порта T — или прямо пропорциональный к нему или общим (сведенным в таблицу) функциям его. Вводные области могут каждый варьироваться в какой-то степени — предел соответствующей области значений регулирования клапана — вне которого клапан насыщается на полную мощность и не могущий противодействовать любым дополнительным повышениям давления.

Открытие клапана

Вводное вычисление области зависит от параметризации клапана, выбранной для блока: любой Linear area-opening relationship или Tabulated data - Area vs. pressure.

Линейная параметризация

Если параметры блоков Valve parameterization находятся в настройке по умолчанию Linear area-opening relationship, вводная область уменьшающего давление клапана (P-A) вычисляется как:

SPA=SMax +SУтечка2SMax SУтечка2tanh[λ(ΔpВΔpRdn)ΔpРедж/2],

где tanh назовите подачи, чтобы сглаживать переходы к полностью открытым и полностью закрытым положениям клапана. В уравнении:

  • S Max является значением, заданным в параметрах блоков Maximum passage area.

  • Утечка S является значением, заданным в параметрах блоков Leakage area.

  • ƛ является значением параметров блоков Valve opening adjustment coefficient, мерой сглаживания, чтобы примениться к переходам клапана. Чем меньший значение, тем более сглаженный переход.

  • Δp Редж является значением, заданным в параметрах блоков Valve regulation range.

  • Δp Rdn является средней точкой области значений регулирования давления уменьшающего давление клапана:

    ΔpRdn=ΔpНабор+ΔpРедж2,

    с Набором Δp, являющимся значением параметров блоков Reducing valve pressure setting.

Вводная область регулятора давления (A-T) аналогично вычисляется как:

SВ=SMax +SУтечка2+SMax SУтечка2tanh(λ(ΔpВΔpRlf)ΔpРедж/2),

где Δp Rlf является средней точкой области значений регулирования давления регулятора давления:

ΔpRlf=ΔpНабор+ΔpРедж+ΔpTran+ΔpРедж2,

с Δp Tran быть перепадом давления перехода — это потребовало для регулятора давления, чтобы открыться после того, как уменьшающий давление клапан полностью закрылся. Это значение получено из параметров блоков Transition pressure.

Вводная область в Linear area-opening relationship параметризация

Сведенная в таблицу параметризация

Если параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure, области открытия клапана вычисляются как:

S=S(ΔpВ),

где S AT является сведенной в таблицу функцией, созданной из параметров блоков Opening area vector и Pressure drop vector. Функция основана на линейной интерполяции (для точек в области значений данных) и экстраполяция ближайшего соседа (для точек вне области значений данных). Утечка и максимальные вводные области являются минимальными и максимальными значениями параметров блоков Valve opening area vector.

Вводная область в Tabulated data - Area vs. pressure параметризация

Открытие динамики

По умолчанию движущие силы открытия клапана проигнорированы. Клапаны каждый приняты, чтобы мгновенно ответить на изменения в перепаде давления без задержки между началом воздействия давления и увеличенным открытием клапана, которое производит воздействие. Если такие задержки имеют значение в модели, можно получить их путем установки параметров блоков Opening dynamics на Include valve opening dynamics. Клапаны затем открывают каждого на уровне, данном выражением:

S˙=S(ΔpSS)S(Δp\in)τ,

где τ является мерой времени, необходимого для мгновенной вводной области (преобразуйте в нижний индекс In) достигнуть нового установившегося значения (преобразовывают в нижний индекс SS).

Leakage area

Основная цель области утечки закрытого клапана должна гарантировать, что никогда не делает фрагмент гидравлической сети, становятся изолированными от остатка от модели. Такие изолированные фрагменты уменьшают числовую робастность модели и могут замедлить симуляцию или заставить его перестать работать. Утечка обычно присутствует в крохотных суммах в реальных клапанах, но в модели ее точное значение менее важно, чем она являющийся небольшим числом, больше, чем нуль. Область утечки получена из параметров блоков того же имени.

Скорости потока жидкости клапана

Причины падения давления, понесенного в проходах составного клапана, проигнорированы в блоке. Безотносительно их характеров — внезапных изменений области, искривлений прохода потока — только их совокупный эффект рассматривается в процессе моделирования. Этот эффект получен в блоке коэффициентом расхода, мерой скорости потока жидкости через клапан относительно теоретического значения, которое это имело бы в идеальном случае. Скорости потока жидкости через каждый из элементарных клапанов заданы как:

q=CDS2ρΔp[(Δp)2+pКритика2]1/4,

где:

  • q является объемным расходом через клапан (P-A или A-T)..

  • C D является значением параметров блоков Discharge coefficient.

  • S является вводной областью клапана (PA S или S AT).

  • Δp является перепадом давления на клапане (PA Δp или Δp AT).

  • Критика p является перепадом давления, при котором поток переключает между режимами ламинарного и турбулентного течения.

Расчет критического давления зависит от установки параметров блоков Laminar transition specification. Если этот параметр находится в настройке по умолчанию By pressure ratio:

pКритика=(pБанкомат+pВ среднем)(1βКритика),

где:

  • Банкомат p является атмосферным давлением (как задано для соответствующей гидравлической сети).

  • p В среднем является средним значением абсолютных давлений в портах (P и A или A и T).

  • Критика β является значением параметров блоков Laminar flow pressure ratio.

Если параметры блоков Laminar transition specification вместо этого установлены в By Reynolds number:

pКритика=ρ2(РеКритикаνCDDH)2,

где:

  • Критика Re является значением параметров блоков Critical Reynolds number.

  • ν является кинематической вязкостью, заданной для гидравлической сети.

  • D H является мгновенным гидравлическим диаметром:

    DH=4Sπ.

Порты

Сохранение

развернуть все

Открытие, посредством которого поток может выйти из клапана.

Открытие, посредством которого поток может ввести клапан.

Открытие, посредством которого поток может вентилировать от клапана.

Параметры

развернуть все

Метод, которым можно вычислить вводную область клапана. Настройка по умолчанию предписывает линейное соотношение между вводной областью клапана и перепадом давления между выходом и вентиляционным открытием. Альтернативная установка позволяет, чтобы общее, нелинейное отношение было задано в табличной форме.

Вводная область каждого клапана, когда полностью открытый. Сокращение давления и регуляторы давления приняты, чтобы быть идентичными в размере. См. описание блока для условий давления, при которых клапаны, как могут каждый говорить, полностью открыты.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Перепад давления от порта A до порта T, который должен обеспечить составной клапан. Уменьшающий давление клапан закрывается пропорционально перепаду давления, если его значение должно превысить, это задало здесь. Регулятор давления открывается пропорционально тому же самому, если его значение должно превысить суммой, данной параметрами блоков Transition pressure, которым было нужно к полностью близко уменьшающему клапану.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Интервал перепада давления, на котором клапаны каждый спроектированы, чтобы действовать. Этот интервал охватывает те давления, по которым вводная область изменяется между ее минимальными и максимальными значениями. Значение, заданное здесь, применяется и к сокращению давления и к регуляторам давления.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Перепад давления сверх требуемого к полностью близко уменьшающему давление клапану, в котором сначала открывается регулятор давления. Чем больше давление перехода, тем больше задержка между закрытием уменьшающего давление клапана и открытием его дубликата сброса давления.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

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. Значение, заданное здесь, совместно используется и сокращением давления и регуляторами давления.

Вводная область клапана в положении полностью закрытого отверстия, когда только внутренняя утечка между ее соответствующими портами остается. Областью утечки является то же самое в сокращении давления и регуляторах давления. Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты гидравлической 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 Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Сглаживание фактора для упрощения перехода к полностью открытому или полностью закрытому положению клапана. Сглаживание улучшает числовую робастность модели, помогая избежать числовых ошибок из-за разрывов, и симуляция замедляется должный обнулить пересечения. Используйте этот параметр, чтобы масштабировать ширины сглаживавших областей. Чем меньший значение, тем более широкий переход.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Вектор перепадов давления от порта P до порта A, в котором можно определить вводную площадь клапана. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо. Этот порядок важен при определении параметров блоков Opening area vector for reducing valve.

Блок использует эти данные, чтобы создать интерполяционную таблицу, которой можно определить из перепада давления область открытия клапана сокращения. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений).

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure.

Вектор вводных областей, соответствующих точкам останова, задан в параметрах блоков Pressure differential vector for reducing valve. Векторные элементы должны уменьшиться монотонно слева направо (с увеличивающимся давлением). Для лучших результатов избегайте областей сглаженного наклона.

Блок использует эти данные, чтобы создать интерполяционную таблицу, которой можно определить из перепада давления область открытия клапана сокращения. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений).

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure.

Вектор перепадов давления от порта A до порта T, в котором можно определить вводную площадь клапана. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо. Этот порядок важен при определении параметров блоков Opening area vector for relief valve.

Блок использует эти данные, чтобы создать интерполяционную таблицу, которой можно определить из перепада давления область открытия клапана сокращения. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений).

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure.

Вектор вводных областей, соответствующих точкам останова, задан в параметрах блоков Pressure differential vector for relief valve. Векторные элементы должны уменьшиться монотонно слева направо (с увеличивающимся давлением). Для лучших результатов избегайте областей сглаженного наклона.

Блок использует эти данные, чтобы создать интерполяционную таблицу, которой можно определить из перепада давления область открытия клапана сокращения. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений).

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure.

Параметр, в терминах которого можно задать контур между режимами ламинарного и турбулентного течения. Отношение давления параметризации по умолчанию задано как абсолютное давление при выходе, разделенном на то же самое во входе.

Отношение давления, в котором поток принят к переходу между ламинарными и турбулентными режимами. Отношение давления задано как абсолютное давление при выходе, разделенном на то же самое во входе. Переход принят, чтобы явиться гладким и быть сосредоточенным на этом значении.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Laminar transition specification установлены в Pressure ratio.

Число Рейнольдса, в котором поток принят к переходу между ламинарными и турбулентными режимами.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Laminar transition specification установлены в Reynolds number.

Выбор того, получить ли вводную динамику клапана. Выбор Include valve opening dynamics заставляет клапан постепенно открываться, чтобы приблизиться к его новой установившейся области по маленькому отрезку времени. Характеристическое время для таких переходов дано в параметрах блоков Opening time constant.

Установка этого параметра на альтернативный Do not include valve opening dynamics эквивалентно определению значения 0 в течение постоянного времени открытия. Вводная область в этом случае принята, чтобы достигнуть ее нового установившегося значения мгновенно.

Включайте вводную динамику, чтобы более точно получить поведение реального клапана. Для лучшей производительности симуляции в реальном времени используйте с локальным решателем или отключите динамику открытия клапана в целом.

Мера времени, потраченного клапаном к переходу от его текущей вводной области до нового установившегося значения. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить уровень, на котором клапан открывается и от него мгновенная вводная область на следующем временном шаге.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening dynamics установлены в Include valve opening dynamics.

Область, нормальная к направлению потока в уменьшающем давление клапане в начале симуляции. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить начальный уровень, на котором уменьшающий давление клапан открывается и от него мгновенная вводная область на следующем временном шаге.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening dynamics установлены в Include valve opening dynamics.

Область, нормальная к направлению потока в регуляторе давления в начале симуляции. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить начальный уровень, на котором регулятор давления открывается и от него мгновенная вводная область на следующем временном шаге.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening dynamics установлены в Include valve opening dynamics.

Расширенные возможности

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

Введенный в R2016a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте