Spool Orifice Flow Force (IL)

Осевая жидкая сила на отверстии золотника в изотермической жидкой системе

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Valve Actuators & Forces

Описание

Блок Spool Orifice Flow Force (IL) моделирует гидравлическое осевое усилие на отверстии золотника. Это получает позицию золотника физического сигнала в порте S. Можно также смоделировать поток через отверстие золотника с круглыми отверстиями или прямоугольным сокращением. Положительная сила действует, чтобы закрыть отверстие.

Если требуется смоделировать золотник и осевое усилие в одном блоке, используйте блок Spool Orifice (IL). И для блока Spool Orifice (IL) и для блока Spool Orifice Flow Force (IL), осевое усилие выводится как физический сигнал в порте F.

Сила потока

Сила на золотнике вычисляется как:

$F = \frac{- {\dot{m}}_{A}^{2}}{ρ A} \cos (α) ε,$

где:

${\dot{m}}_{A}$ массовый расход жидкости в порте A.
ρ является плотностью жидкости.
A является отверстием открытая область, которая определяется положением золотника и параметризацией отверстия.
α является струйным углом, который вычисляется от приближения формулы Фон Мизеса:

$α_{j e t} = 0.3663 + 0.8373 (1 - e^{\frac{- h}{1.848 c}}),$
где c является Radial clearance, и h является открытием отверстия.
ε является вводной ориентацией, которая указывает на открытие отверстия, которое сопоставлено с положительным или отрицательным сигналом в S.

Площадь открытия

Открытие отверстия основано на открытой области, созданной перемещенным золотником:

$Δ h = (S - S_{\min}) ε,$

где _min S является Spool position at closed orifice, и S является физическим сигналом смещения золотника. Если Δh падает ниже 0, область утечки отверстия используется. Если Δh больше Spool travel between closed and open orifice, максимальная площадь постоянного отверстия используется.

Круглые отверстия

Установка Orifice geometry к Round holes равномерно распределяет пользовательское количество отверстий вдоль периметра втулки, которые имеют равные диаметры и центры, выровненные в той же плоскости.

Открытая область вычисляется как:

$A_{o r i f i c e} = n_{0} \frac{d_{0}^{2}}{8} (θ - \sin (\frac{θ}{2})) + A_{l e a k},$

и максимальная открытая область:

$A_{\max} = \frac{π}{4} d_{0}^{2} n_{0} + A_{l e a k},$

где:

n ₀ является количеством отверстий.
d ₀ является диаметром отверстий.
θ является углом открытия отверстия:

$θ = \cos^{- 1} (1 - 2 \frac{Δ h}{d_{0}}) .$
Если θ больше 2π, θ остается в 2π.
_{Утечкой} A является Leakage area.

Прямоугольное отверстие

Установка Orifice geometry к Rectangular slot модели одно прямоугольное отверстие во втулке трубы.

Для отверстия с пазом в прямоугольной втулке открытая область

$A_{o r i f i c e} = w h + A_{l e a k},$

где:

w является шириной отверстия.
h является высотой отверстия.

Максимальное вводное расстояние между втулкой и случаем:

$A_{\max} = w Δ S_{\max} + A_{l e a k} .$

где ΔS _макс. является Spool travel between closed and open orifice.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Жидкая запись или выходной порт с блоком.

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Жидкая запись или выходной порт с блоком.

Входной параметр

развернуть все

`S` — Перемещение органа управления, m
физический сигнал

Буферизуйте смещение в m в виде физического сигнала.

Вывод

развернуть все

`F` — Сила потока, N
физический сигнал

Осевая сила потока в N в виде физического сигнала.

Параметры

развернуть все

`Orifice geometry` — Тип отверстия
`Round holes` (значение по умолчанию) | `Rectangular slot`

Имеет ли смоделированный золотник круглые отверстия или прямоугольное отверстие во втулке.

`Diameter of round holes` — Диаметр круглых отверстий
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Диаметр всех отверстий на втулке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice geometry на Round holes.

`Number of round holes` — Количество круглых отверстий
6 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Количество отверстий вдоль окружности втулки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice geometry на Round holes.

`Orifice width` — Ширина прямоугольного отверстия
`0.01 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Ширина прямоугольного отверстия.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice geometry на Rectangular slot.

`Spool travel between closed and open orifice` — Максимальный диапазон золотника
`1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальное открытие отверстия, включая Spool position at maximum orifice area.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice geometry на Rectangular slot.

`Radial clearance` — Разрешение втулки золотника
`1e-5 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Радиальное расстояние между золотником и втулкой.

`Spool position at closed orifice` — Начальный золотник возмещен
`0 m` (значение по умолчанию) | скаляр

Начальное смещение, если золотник расширяют или отрекаются в его нейтральном положении.

`Opening orientation` — Направление изменяющейся площади постоянного отверстия
`Positive spool displacement opens orifice` (значение по умолчанию) | `Negative spool displacement closes orifice`

Направление перемещения члена, которое открывает отверстие. Положительная ориентация указывает, что перемещение члена надежного управления увеличивает открытие отверстия. Отрицательная ориентация указывает, что отрицательное перемещение органа управления увеличивает открытие отверстия. Величина всегда положительна.

Ссылки

[1] Manring, N. Гидравлические системы управления. John Wiley & Sons, 2005.

[2] Мерритт, H. Гидравлические системы управления. Вайли, 1967.

Документация

Spool Orifice Flow Force (IL)

Описание

Сила потока

Площадь открытия

Круглые отверстия

Прямоугольное отверстие

Порты

Сохранение

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Входной параметр

`S` — Перемещение органа управления, m
физический сигнал

Вывод

`F` — Сила потока, N
физический сигнал

Параметры

`Orifice geometry` — Тип отверстия
`Round holes` (значение по умолчанию) | `Rectangular slot`

`Diameter of round holes` — Диаметр круглых отверстий
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Number of round holes` — Количество круглых отверстий
6 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

`Orifice width` — Ширина прямоугольного отверстия
`0.01 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Spool travel between closed and open orifice` — Максимальный диапазон золотника
`1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Radial clearance` — Разрешение втулки золотника
`1e-5 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Spool position at closed orifice` — Начальный золотник возмещен
`0 m` (значение по умолчанию) | скаляр

`Opening orientation` — Направление изменяющейся площади постоянного отверстия
`Positive spool displacement opens orifice` (значение по умолчанию) | `Negative spool displacement closes orifice`

Ссылки

Смотрите также

Введенный в R2020a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Spool Orifice Flow Force (IL)

Описание

Сила потока

Площадь открытия

Круглые отверстия

Прямоугольное отверстие

Порты

Сохранение

A — Жидкий порт изотермическая жидкость

B — Жидкий порт изотермическая жидкость

Входной параметр

S — Перемещение органа управления, m физический сигнал

Вывод

F — Сила потока, N физический сигнал

Параметры

Orifice geometry — Тип отверстия Round holes (значение по умолчанию) | Rectangular slot

Diameter of round holes — Диаметр круглых отверстий 5e-3 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Number of round holes — Количество круглых отверстий6 (значение по умолчанию) | положительное целое число

Зависимости

Orifice width — Ширина прямоугольного отверстия 0.01 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Spool travel between closed and open orifice — Максимальный диапазон золотника 1 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Radial clearance — Разрешение втулки золотника 1e-5 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Spool position at closed orifice — Начальный золотник возмещен 0 m (значение по умолчанию) | скаляр

Opening orientation — Направление изменяющейся площади постоянного отверстия Positive spool displacement opens orifice (значение по умолчанию) | Negative spool displacement closes orifice

Ссылки

Смотрите также

Введенный в R2020a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`S` — Перемещение органа управления, m
физический сигнал

`F` — Сила потока, N
физический сигнал

`Orifice geometry` — Тип отверстия
`Round holes` (значение по умолчанию) | `Rectangular slot`

`Diameter of round holes` — Диаметр круглых отверстий
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Number of round holes` — Количество круглых отверстий
6 (значение по умолчанию) | положительное целое число

`Orifice width` — Ширина прямоугольного отверстия
`0.01 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Spool travel between closed and open orifice` — Максимальный диапазон золотника
`1 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Radial clearance` — Разрешение втулки золотника
`1e-5 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Spool position at closed orifice` — Начальный золотник возмещен
`0 m` (значение по умолчанию) | скаляр

`Opening orientation` — Направление изменяющейся площади постоянного отверстия
`Positive spool displacement opens orifice` (значение по умолчанию) | `Negative spool displacement closes orifice`