Hydraulically Operated Remote Control Valve

Обычно закрытый или обычно открытый клапан с дистанционным управлением с гидравлическим управлением

Библиотека

Распределительные клапаны

Описание

Блок Hydraulically Operated Remote Control Valve представляет клапан с дистанционным управлением с гидравлическим управлением как модель, основанную на таблице данных, означая, что большинство параметров модели общедоступно в таблицах данных производителя или каталогах. Клапаны с дистанционным управлением с гидравлическим управлением широко используются в гидравлических системах в качестве гидравлических переключателей, разгружаясь и упорядочивая клапаны. Можно также использовать их в качестве сброса давления и уменьшающих давление клапанов. Блок покрывает и обычно закрытый и обычно открытые настройки, показанные в следующем рисунке.

Клапан открывается (закрывается) экспериментальным давлением. Орган управления клапана остается в своем исходном положении, пока экспериментальное давление ниже, чем давления открытия. Когда давления открытия достигнуты, орган управления клапана (золотник, шар, тарелка, и так далее) обеспечен от ее места и начинает открывать обычно закрытый клапан или закрывать обычно открытый клапан. Перемещение органа управления прямо пропорционально экспериментальному давлению. Член достигает его максимального смещения после того, как экспериментальное давление станет равным или больше, чем предварительно установленное максимальное значение. Максимальная площадь клапана, давления открытия и максимальное давление являются основными параметрами блока. Против этих трех параметров обычно указывают в каталогах или таблицы данных.

В дополнение к максимальной площади область утечки также требуется, чтобы характеризовать клапан. Основная цель параметра не состоит в том, чтобы составлять возможную утечку, даже при том, что это также важно, но 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 вызвать отказ расчета. Поэтому значение параметров должно быть больше нуля.

Схематические фрагменты на следующем рисунке показывают некоторые типичные приложения клапана: клапан с дистанционным управлением (a), регулятор давления (b), и уменьшающий давление клапан (c).

Скорость потока жидкости через отверстие пропорциональна открытию отверстия и перепаду давления через отверстие.

По умолчанию блок не содержит динамику открытия клапана и клапан определяет площадь открытия как функцию пропорциональную давлению:

$A = A (p)$

Добавление динамики открытия клапана обеспечивает непрерывное поведение, которое более физически реалистично, и особенно полезно в ситуациях с быстрым открытием клапана и закрытием. Зависимая давлением область A(p) прохода отверстия в уравнениях блока затем становится установившейся областью, и мгновенная область прохода отверстия в уравнении потока определяется можно следующим образом:

$A (t = 0) = A_{i n i t}$

$\frac{d A}{d t} = \frac{A (p) - A}{τ}$

В любом случае скорость потока жидкости через клапан определяется согласно следующим уравнениям:

$q = C_{D} \cdot A \sqrt{\frac{2}{ρ}} \cdot \frac{p}{{(p^{2} + p_{c r}^{2})}^{1 / 4}}$

Для обычно закрытого клапана мгновенная область A(p) прохода отверстия вычисляется уравнениями:

$A (p) = {\begin{array}{l} A_{l e a k} & для p_{p} < = p_{c r a c k} \\ A_{l e a k} + g a i n \cdot (p_{p} - p_{c r a c k}) & для p_{c r a c k} < p_{p} < p_{\max} \\ A_{\max} & для p_{p} > = p_{\max} \end{array}$

Для обычно открытого клапана уравнения подобны:

$A (p) = {\begin{array}{l} A_{\max} & для p_{p} < = p_{c r a c k} \\ A_{\max} - g a i n \cdot (p_{p} - p_{c r a c k}) & для p_{c r a c k} < p_{p} < p_{\max} \\ A_{l e a k} & для p_{p} > = p_{\max} \end{array}$

Остальная часть уравнений применяется к обеим настройкам клапана:

$g a i n = \frac{A_{\max} - A_{l e a k}}{p_{\max} - p_{c r a c k}}$

$Δ p = p_{A} - p_{B},$

где

q	Скорость потока жидкости через клапан
p	Перепад давления на клапане
p _A, p _B	Абсолютные давления в распределительных коробках
p _p	Замерьте давление на экспериментальном терминале
CD	Коэффициент расхода потока
ρ	Плотность жидкости
τ	Постоянная времени для ответа первого порядка открытия клапана
t	Время
A	Мгновенная область прохода отверстия
A(p)	Зависимая давлением область прохода отверстия
A _init	Начальная буква открывает область клапана
A _макс.	Полностью открытая область прохода клапана
_Утечка A	Закрытая область утечки клапана
_{Трещина} p	Давления открытия клапана
p _макс.	Экспериментальное давление, чтобы переключить поршень управления к его максимуму
p _cr	Минимальное давление турбулентного течения, когда переходы от ламинарного к турбулентному режиму блока

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 среднем}	Среднее давление между распределительными коробками
_{Банкомат} p	Атмосферное давление, 101 325 Па
_{Бегство} B	Отношение 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:

$p_{c r} = \frac{ρ}{2} {(\frac{{Re}_{c r} \cdot ν}{C_{D} \cdot D_{H}})}^{2}$

$D_{H} = \sqrt{\frac{4 A}{π}}$

где

D _H	Гидравлический диаметр отверстия
ν	Жидкая кинематическая вязкость
Re _cr	Критическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number)

Связи A и B являются гидравлическими портами, сопоставленными с входом и выходом клапана. Связь X является портом управления, который является гидравлическим портом, который обеспечивает экспериментальное давление. 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 $Δ p = p_{A} - p_{B},$ .

Основные допущения и ограничения

Перемещение органа управления линейно пропорционально экспериментальному давлению.
Никакое потребление потока не сопоставлено с экспериментальной емкостью.
Никакая загрузка на клапан, такой как инерция, трение, пружина, и так далее, не рассматривается.

Параметры

Valve type

Выберите настройку клапана: Normally closed valve или Normally open valve. Значением по умолчанию является Normally closed valve.

Maximum passage area

Максимальная площадь поперечного проходного сечения клапана. Значением по умолчанию является 1e-4 м^2.

Cracking pressure

Уровень давления, на котором орган управления клапана обеспечен от его места и начинает или открывать или закрывать клапан, в зависимости от типа клапана. Значением по умолчанию является 3e4 Па.

Maximum control member displacement pressure

Экспериментальное давление, при котором орган управления клапана переключает к его максимальному смещению и остается там до давления, падает ниже этого уровня. Его значение должно быть выше, чем давления открытия. Значением по умолчанию является 1.2e5 Па.

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 0.7.

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, который соответствует круглому отверстию в тонком материале с резким краем. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds 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-12 м^2.

Opening dynamics

Выберите одну из следующих опций:

Do not include valve opening dynamics — Ламповые приемники его область прохода отверстия непосредственно как функция давления. Если область изменения мгновенно, уравнение потока - также. Это значение по умолчанию.
Include valve opening dynamics — Обеспечьте непрерывное поведение, которое более физически реалистично путем добавления задержки первого порядка во время открытия клапана и закрытия. Используйте эту опцию в гидравлических симуляциях с локальным решателем для симуляции в реальном времени. Эта опция также полезна, если вы интересуетесь динамикой открытия клапана в переменных симуляциях шага.

Opening time constant

Постоянная времени для ответа первого порядка открытия клапана. Этот параметр доступен, только если Opening dynamics установлен в Include valve opening dynamics. Значением по умолчанию является 0.1 s.

Initial area

Начальная площадь открытия клапана. Этот параметр доступен, только если Opening dynamics установлен в Include valve opening dynamics. 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 клапана.
B: Гидравлический порт сопоставлен с выходом клапана.
X: Гидравлический порт, который действует как порт управления и обеспечивает экспериментальное давление.

Документация

Hydraulically Operated Remote Control Valve

Библиотека

Описание

Основные допущения и ограничения

Параметры

Глобальные параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Представленный в R2012b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Hydraulically Operated Remote Control Valve

Библиотека

Описание

Основные допущения и ограничения

Параметры

Глобальные параметры

Порты

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Представленный в R2012b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

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