2-Way Directional Valve
Гидравлический непрерывный распределительный клапан с 2 путями
Библиотека
Распределительные клапаны
Описание
Блок 2-Way Directional Valve представляет непрерывный, распределительный клапан с 2 путями, также называемый клапаном отключения. Это - устройство, которое управляет связью между двумя линиями. Блок имеет две гидравлических связи, соответствующие, чтобы вставить порт (A) и порт выхода (B), и одно подключение порта физического сигнала (S), который управляет положением золотника. Блок создается на основе блока Variable Orifice, где параметр Orifice orientation устанавливается на Opens in positive direction. Это означает что положительный x сигнала в порте S открывает отверстие и его мгновенный вводный h вычисляется можно следующим образом:
где
h | Открытие отверстия |
x0 | Начальное открытие |
x | Перемещение органа управления от исходного положения |
Поскольку блок основан на отверстии переменного сечения, можно выбрать одну из следующих опций модели параметризации:
By maximum area and opening— Используйте эту опцию, если таблица данных обеспечивает только максимальную площадь отверстия и диапазон максимума поршня управления.By area vs. opening table— Используйте эту опцию, если каталог или таблица данных предоставляют таблицу области прохода отверстия на основе перемещения органа управленияA=A(h).By pressure-flow characteristic— Используйте эту опцию, если каталог или таблица данных предоставляют двумерную таблицу характеристик потока давленияq=q(p,h).
В первом случае область прохода принята, чтобы быть линейно зависимой на перемещении органа управления, то есть, отверстие принято, чтобы быть закрытым в исходном положении поршня управления (нулевое смещение), и максимальное открытие происходит в максимальном смещении. Во втором случае область прохода определяется одномерной интерполяцией из таблицы A=A(h). Скорость потока жидкости определяется аналитически, который дополнительно требует данных, таких как коэффициент расхода потока, критическое число Рейнольдса, и плотность жидкости и вязкость. Расчет составляет режимы ламинарного и турбулентного течения путем контроля числа Рейнольдса и сравнения его значения с критическим числом Рейнольдса. Смотрите страницу с описанием блока Variable Orifice для деталей. В обоих случаях маленькая область утечки принята, чтобы существовать даже после того, как отверстие будет полностью закрыто. Физически, это представляет возможное разрешение при закрытом клапане, но основная цель параметра состоит в том, чтобы обеспечить вычислительную целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после того, как клапан полностью закрывается. Изолированная или “висящая” часть системы могла влиять на вычислительный КПД и даже заставить симуляцию перестать работать.
В третьем случае, когда параметры отверстия заданы характеристиками скорость-давления, скорость потока жидкости определяется двумерной интерполяцией. В этом случае не учитываются ни режим течения, ни утечки, поскольку эти функции учитываются табличными данными. Характеристики скорость-давления заданы тремя наборами данных: массив открытий отверстия, массив перепадов давления через отверстие и матрица значений скорости потока жидкости. Каждое значение скорости потока жидкости соответствует определенной комбинации открытия и перепада давления. Другими словами, характеристики должны быть представлены как Декартова mesh, т.е. значения функции должны быть заданы в вершинах прямоугольного массива. Массивы аргументов (открытия и перепады давления) должны строго увеличиваться. Вершины могут быть расположены с неоднородными интервалами. У вас есть выбор трех методов интерполяции и двух методов экстраполяции.
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 . Положительный сигнал в порте S физического сигнала открывает клапан.
Основные допущения и ограничения
Инерция жидкости не учитывается.
Буферизуйте загрузку, такую как инерция, пружина, гидравлические силы, и так далее, не учтены.
Параметры
- Model parameterization
Выберите один из следующих методов для определения клапана:
By maximum area and opening— Введите значения для максимальной области прохода клапана и максимального открытия клапана. Область прохода линейно зависима на перемещении органа управления, то есть, клапан закрывается в исходном положении поршня управления (нулевое смещение), и максимальное открытие происходит в максимальном смещении. Это - метод по умолчанию.By area vs. opening table— Введите таблицу данных открытий клапана и соответствующих областей прохода клапана. Область прохода определяется одномерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.By pressure-flow characteristic— Введите таблицу данных открытий клапана, перепадов давления и соответствующих скоростей потока жидкости. Скорость потока жидкости определяется двумерным поиском по таблице. У вас есть выбор двух методов интерполяции и двух методов экстраполяции.
- Valve passage maximum area
Определите площадь полностью открытого клапана. Значение параметров должно быть больше нуля. Значением по умолчанию является
5e-5м^2. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен вBy maximum area and opening.- Valve maximum opening
Определите максимальное перемещение поршня управления. Значение параметров должно быть больше нуля. Значением по умолчанию является
5e-3m. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен вBy maximum area and opening.- Tabulated valve openings
Задайте вектор входных значений для открытий клапана как одномерный массив. Вектор входных значений должен строго увеличиваться. Значения могут быть расположены с неоднородными интервалами. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо ввести по крайней мере два значения для линейной интерполяции, по крайней мере три значения для сплайн-интерполяции. Значениями по умолчанию, в метрах, является
[-0.002 0 0.002 0.005 0.015]. Если Model parameterization установлен вBy area vs. opening table, значения Tabulated valve openings будут использоваться вместе со значениями Tabulated valve passage area в одномерном поиске по таблице. Если Model parameterization установлен вBy pressure-flow characteristic, значения Tabulated valve openings будут использоваться вместе с Tabulated pressure differentials и Tabulated flow rates для двумерного поиска по таблице.- Tabulated valve passage area
Задайте вектор выходных значений для области прохода клапана как одномерный массив. Вектор области прохода клапана должен быть одного размера с вектором открытий клапана. Все значения должны быть положительными. Значениями по умолчанию, в м^2, является
[1e-09 2.0352e-07 4.0736e-05 0.00011438 0.00034356]. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен вBy area vs. opening table.- Tabulated pressure differentials
Задайте вектор входных значений для перепадов давления как одномерный массив. Вектор должен строго увеличиваться. Значения могут быть расположены с неоднородными интервалами. Минимальное количество значений зависит от метода интерполяции: необходимо ввести по крайней мере два значения для линейной интерполяции, по крайней мере три значения для сплайн-интерполяции. Значениями по умолчанию, в Па, является
[-1e+07 -5e+06 -2e+06 2e+06 5e+06 1e+07]. Этот параметр используется, если Model parameterization установлен вBy pressure-flow characteristic.- Tabulated flow rates
Определите скорости потока жидкости как
m-nматрица, гдеmколичество открытий клапана иnколичество перепадов давления. Каждое значение в матрице определяет скорость потока жидкости, происходящую в определенной комбинации открытия клапана и перепада давления. Матричный размер должен совпадать с размерами исходных векторов. Значения по умолчанию, в м^3/c:Этот параметр используется, если Model parameterization установлен в[-1e-07 -7.0711e-08 -4.4721e-08 4.4721e-08 7.0711e-08 1e-07; -2.0352e-05 -1.4391e-05 -9.1017e-06 9.1017e-06 1.4391e-05 2.0352e-05; -0.0040736 -0.0028805 -0.0018218 0.0018218 0.0028805 0.0040736; -0.011438 -0.0080879 -0.0051152 0.0051152 0.0080879 0.011438; -0.034356 -0.024293 -0.015364 0.015364 0.024293 0.034356;]
By pressure-flow characteristic.- Interpolation method
Выберите один из следующих методов интерполяции для аппроксимации итогового значения, когда исходное значение находится между двумя последовательными узлами решетки:
Linear— Выберите эту опцию, чтобы получить лучшую производительность.Smooth— Выберите эту опцию, чтобы произвести непрерывную кривую (By area vs. opening table) или поверхность (By pressure-flow characteristic) с непрерывными производными первого порядка.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах интерполяции смотрите страницы с описанием блока PS Lookup Table (1D) и PS Lookup Table (2D).
- Extrapolation method
Выберите один из следующих методов экстраполяции для определения выходного значения, когда входное значение найдется вне диапазона, указанного в списке аргументов:
Linear— Выберите эту опцию, чтобы произвести кривую или поверхность с непрерывными производными первого порядка в области экстраполяции и за пределами с областью интерполяции.Nearest— Выберите эту опцию, чтобы произвести экстраполяцию, которая не выше самой высокой или ниже самой низкой точки в области данных.
Для получения дополнительной информации об алгоритмах экстраполяции смотрите страницы с описанием блока PS Lookup Table (1D) и PS Lookup Table (2D).
- Flow discharge coefficient
Полуэмпирический параметр для характеристики мощности клапана. Его значение зависит от геометрических свойств клапана, 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 установки нулевого перекрытия.
Значение по умолчанию 0.- 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 наPressure 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, который соответствует круглому отверстию в тонком материале с резким краем. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается наReynolds number.- Leakage area
Общая площадь возможных утечек при 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-12м^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:
AГидравлический порт сопоставлен с входом клапана.
BГидравлический порт сопоставлен с выходом клапана.
SПорт физического сигнала для управления перемещением золотника.
Примеры
В Позиционере с замкнутым циклом с примером Клапана С 2 путями блок 2-Way Directional Valve используется, чтобы управлять положением гидроцилиндра двойного действия. В начале симуляции клапан открыт на 0,42 мм, чтобы сделать исходное положение схемы максимально близко к его нейтральному положению.