Осевая гидравлическая сила, действующая на золотник
Силы клапана
Блок Spool Orifice Hydraulic Force симулирует установившуюся осевую гидравлическую силу, порожденную на золотник жидкостью, текущей через отверстие. Золотник принят, чтобы быть с острым краем. У вас есть две опции параметризации:
Прямоугольное отверстие, чтобы использоваться с блоком Orifice with Variable Area Slot
Круглое отверстие или набор круглых отверстий, чтобы использоваться с блоком Orifice with Variable Area Round Holes
Ширина паза или диаметр отверстий, должна быть значительно больше, чем радиальный зазор между золотником и втулкой. Соедините блок Spool Orifice Hydraulic Force последовательно с соответствующим блоком отверстия, чтобы контролировать скорость потока жидкости.
Сила симулирована согласно следующим уравнениям:
Для прямоугольного отверстия,
Поскольку круглые отверстия,
где
F | Осевая гидравлическая сила |
q | Скорость потока жидкости через отверстие |
ρ | Плотность жидкости |
A | Площадь постоянного отверстия |
Θ | Струйный угол (рад) |
x0 | Начальное открытие отверстий |
s | Буферизуйте смещение |
b | Ширина отверстия, для прямоугольного отверстия |
D | Диаметр отверстия, поскольку круглые отверстия |
Z | Количество круглых отверстий |
δ | Радиальный зазор |
or | Параметр ориентации относительно глобального положительного направления. Если отверстие открыто, в то время как золотник смещен в положительном направлении, or равняется 1. Если отверстие открыто, в то время как золотник смещен в отрицательном направлении, or равняется –1. |
Связи A и B являются гидравлическими портами, которые должны быть соединены последовательно с блоком отверстия, чтобы контролировать скорость потока жидкости. Связь S является портом физического сигнала, который обеспечивает смещение золотника. Связь F является портом физического сигнала, который выводит гидравлическое значение осевого усилия. Этот порт должен быть соединен с портом управления Идеального Исходного блока Силы. Сила, вычисленная в блоке всегда, действует, чтобы закрыть отверстие.
Переходные эффекты приняты, чтобы быть незначительными.
Струйное угловое приближение основано на уравнении Рихарда фон Мизеса.
Струйное угловое изменение с открытием отверстия идентично для прямоугольного отверстия и круглых отверстий отверстий.
Блок может использоваться с отверстиями, ширина которых или диаметр значительно больше, чем осевое открытие.
Выберите тип отверстия:
Rectangular slot
— Отверстие создается золотником с острым краем и прямоугольным отверстием во втулке. Это значение по умолчанию.
Round holes
— Отверстие создается золотником с острым краем, и набор круглых отверстий равномерно распределяется вдоль периметра втулки.
Ширина отверстия. Параметр должен быть больше нуля. Значением по умолчанию является 0.01
m. Параметр используется, если Orifice type установлен в Rectangular slot
.
Диаметр отверстия. Если несколько отверстий используются, все они должны иметь тот же диаметр, тождественно выровненный относительно ребра золотника и распределенный равномерно среди периметра втулки. Параметр должен быть больше нуля. Значением по умолчанию является 0.005
m. Параметр используется, если Orifice type установлен в Round holes
.
Количество круглых отверстий во втулке. Параметр должен быть больше нуля. Значением по умолчанию является 4
. Параметр используется, если Orifice type установлен в Round holes
.
Радиальный зазор между золотником и втулкой. Значением по умолчанию является 1e-5
m.
Начальное открытие отверстий. Параметр может быть положительным (приоткрытое отверстие), отрицательным (перекрывающееся отверстие) или равным нулю для установки нулевого перекрытия. Значение по умолчанию 0
.
Параметр введен, чтобы задать эффект силы на открытии отверстия. 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, которое открывается, когда золотник перемещается в глобальное положительное направление. Значением по умолчанию является Opens in positive direction
.
Блок имеет следующие порты:
A
Гидравлический порт сопоставлен с входом отверстия.
B
Гидравлический порт сопоставлен с выходом отверстия.
S
Порт физического сигнала, который обеспечивает смещение золотника.
F
Порт физического сигнала это выводит гидравлическое осевое усилие.
Следующий пример показывает модель 3-позиционного, распределительного клапана с гидравлическим управлением с 4 путями, где гидравлические осевые усилия, действующие на золотник, учитываются.
Золотник (массовый M1
, вязкое трение TD1
) смещен сервоприводом, симулированным двумя блоками Translational Hydro-Mechanical Converter. Связи A_S и B_S являются гидравлическими портами для того, чтобы подать экспериментальное давление управления.
Четыре отверстия переменного сечения представлены подсистемами:
Отверстие с гидравлическим PA силы
Отверстие с гидравлическим петабайтом силы
Отверстие с гидравлической силой AT
Отверстие с гидравлическим BT силы
Структуру подсистемы показывают на следующем рисунке.
Это состоит из блока Orifice with Variable Area Slot, который симулирует гидравлические свойства отверстия, соединенного последовательно с блоком Spool Orifice Hydraulic Force. Значение силы, вычисленное в блоке, экспортируется через его порт F и передается блоку Force.
Силы на всех четырех отверстиях (F_PA
, F_PB
, F_AT
, F_BT
) применяются к золотнику клапана, когда его показывают в первом схематическом.
Для получения дополнительной информации и для установок параметров, смотрите, что Сервоклапан Управляет Гидравлическим примером Привода.