Spool Orifice (IL)

Отверстие золотника переменной области в изотермической системе

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Valves & Orifices / Отверстия

Описание

Блок Spool Orifice (IL) моделирует отверстие переменной области между золотником и втулкой с отверстиями. Отверстия втулки могут быть или серией круглых отверстий или прямоугольным сокращением. Скорость потока жидкости основана на общей площади открытия между втулкой, отверстиями и золотником, который расширяет или отрекается согласно сигналу, полученному в порте S. Несколько Отверстие Золотника (IL) блоки могут быть соединены для нескольких наборов отверстий вдоль пары втулки золотника.

Область открытия отверстия

Для отверстий переменного сечения, установки Orifice orientation к Positive spool displacement opens the orifice увеличит площадь постоянного отверстия, в то время как Negative spool displacement opens the orifice ориентация уменьшит площадь постоянного отверстия. В обоих случаях сигнал положителен.

Leakage area, _утечка A, рассматривается небольшой площадью, открытой, чтобы течь, когда отверстие находится в своей закрытой позиции. Это обеспечивает непрерывность в потоке между закрытием и открытиями, и это - самая маленькая область, используемая в течение симуляции.

Смотрите блок Spool Orifice Flow Force (IL) для уравнений, используемых в этом блоке, чтобы вычислить осевую силу потока. Используйте блок Spool Orifice Flow Force, если бы смещение золотника предоставляется внешним источником или пользовательским блоком и если вы хотели бы, чтобы осевая сила потока была передана к системе.

Круглые отверстия

Установка Orifice parameterization к Round holes равномерно распределяет пользовательское количество отверстий вдоль периметра втулки с равными диаметрами и центрами, выровненными в той же плоскости.

Открытая область вычисляется как:

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

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.
_Утечка A $A_{l e a k} = c d_{0} n_{0}$

Прямоугольное отверстие

Установка Orifice parameterization 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 отверстием паза расстояние Spool travel between closed and open orifice.

В минимальной области открытия отверстия область утечки:

$A_{l e a k} = c w .$

Уравнение массового расхода жидкости

Поток через отверстие золотника вычисляется уравнением скорости потока жидкости давления:

$\dot{m} = \frac{C_{d} A_{o r i f i c e} \sqrt{2 \bar{ρ}}}{\sqrt{P R_{l o s s} (1 - {(\frac{A_{o r i f i c e}}{A})}^{2})}} \frac{Δ p}{{[Δ p^{2} + Δ p_{c r i t}^{2}]}^{1 / 4}},$

где:

C _d является Discharge coefficient.
A является Cross-sectional area at ports A and B.
$\bar{ρ}$ средняя плотность жидкости.
_{Отверстие} A, отверстие открытая область:
- A _макс., если открытие больше, чем или равно области на расстоянии Spool travel between closed and open orifice.
- _Утечка A, если открытие отверстия меньше чем или равно минимальному вводному расстоянию.
- _{Отверстие} A, область, вычисленная на основе типа отверстия золотника, если область между золотником, путешествует на максимальные и минимальные расстояния.
Критическим перепадом давлений, _{критикой} Δp, является перепад давления, сопоставленный с Critical Reynolds number, _{критикой} Re, которая является точкой перехода между ламинарным и турбулентным течением в жидкости:

$Δ p_{c r i t} = \frac{π \bar{ρ}}{8 A_{o r i f i c e}} {(\frac{ν {Re}_{c r i t}}{C_{d}})}^{2} .$

Падение давления описывает сокращение давления в отверстии из-за уменьшения в области. _потеря PR вычисляется как:

$P R_{l o s s} = \frac{\sqrt{1 - {(\frac{A_{o r i f i c e}}{A_{p o r t}})}^{2} (1 - C_{d}^{2})} - C_{d} \frac{A_{o r i f i c e}}{A_{p o r t}}}{\sqrt{1 - {(\frac{A_{o r i f i c e}}{A_{p o r t}})}^{2} (1 - C_{d}^{2})} + C_{d} \frac{A_{o r i f i c e}}{A_{p o r t}}} .$
Восстановление давления описывает положительный скачок давления в отверстии из-за увеличения области. Если вы не хотите получать это увеличение давления, установите Pressure recovery на Off. В этом случае _потеря PR равняется 1.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Запись или выходной порт жидкости к или от отверстия.

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Запись или выходной порт жидкости к или от отверстия.

Входной параметр

развернуть все

`S` — Перемещение органа управления, m
физический сигнал

Перемещение органа управления для отверстия переменной области, в m.

Вывод

развернуть все

`F` — Сила потока, N
физический сигнал

Осевая сила потока, в N.

Параметры

развернуть все

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

Геометрия отверстия во втулке. Круглые отверстия расположены с интервалами равномерно о перекрестной частной окружности. В Rectangular slot существует только одно отверстие установка.

`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 parametrization 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 parametrization 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 parametrization на Rectangular slot.

`Spool travel between closed and open orifice` — Диапазон максимума поршня управления
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальное расстояние перемещения поршня управления. Это значение обеспечивает верхний предел вычислениям так, чтобы симуляции не возвращали нефизические значения.

Зависимости

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

`Flow force output` — Смоделировать ли осевую гидравлическую силу на золотнике
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

Смоделировать ли осевую гидравлическую силу на золотнике. Когда этот параметр устанавливается на On, порт F включен и выводит осевое усилие как физический сигнал в N.

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

Радиальное расстояние между золотником и втулкой.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Flow force effect на On.

`Leakage area` — Разорвите область, когда клапан будет в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Сумма всех разрывов, когда клапан находится в положении полностью закрытого отверстия. Любая область, меньшая, чем это значение, насыщается к определенной площади утечки. Это способствует числовой устойчивости путем поддержания непрерывности в потоке.

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

Смещение золотника, когда отверстие полностью открыто. Положительное, ненулевое значение указывает на частично закрытое отверстие. Отрицательное, ненулевое значение указывает на перекрывающееся отверстие, которое остается открытым для начального смещения, установленного физическим сигналом в порте S.

`Cross-sectional area at ports A and B` — Площадь постоянного отверстия при сохранении портов
`inf m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь поперечного сечения в портах A и B входа и выхода. Эта область используется в уравнении скорости потока жидкости давления, которое определяет массовый расход жидкости через отверстие.

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

Направление области изменяется для отверстий переменного сечения. Положительная вводная ориентация указывает на увеличение открытия отверстия. Отрицательная ориентация указывает на уменьшение в открытии отверстия. Величина всегда положительна.

`Discharge coefficient` — Коэффициент расхода
0.64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

Поправочный коэффициент, который составляет потери выброса в теоретических потоках.

`Critical Reynolds number` — Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения
150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения через отверстие.

`Pressure recovery` — Объяснить ли увеличение давления расширений области
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

Объяснить ли увеличение давления когда жидкость течет с области меньшей площади поперечного сечения в область большей площади поперечного сечения.

Темы

Дизельный двигатель встроенная система впрыска

Документация

Spool Orifice (IL)

Описание

Область открытия отверстия

Круглые отверстия

Прямоугольное отверстие

Уравнение массового расхода жидкости

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 parameterization` — 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` — Диапазон максимума поршня управления
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Flow force output` — Смоделировать ли осевую гидравлическую силу на золотнике
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

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

Зависимости

`Leakage area` — Разорвите область, когда клапан будет в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Cross-sectional area at ports A and B` — Площадь постоянного отверстия при сохранении портов
`inf m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Discharge coefficient` — Коэффициент расхода
0.64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

`Critical Reynolds number` — Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения
150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pressure recovery` — Объяснить ли увеличение давления расширений области
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

Смотрите также

Темы

Введенный в R2020a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Spool Orifice (IL)

Описание

Область открытия отверстия

Круглые отверстия

Прямоугольное отверстие

Уравнение массового расхода жидкости

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 parameterization — 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 — Диапазон максимума поршня управления 5e-3 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Flow force output — Смоделировать ли осевую гидравлическую силу на золотнике Off (значение по умолчанию) | On

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

Зависимости

Leakage area — Разорвите область, когда клапан будет в положении полностью закрытого отверстия 1e-10 м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Spool position at closed orifice — Золотник возмещен0 (значение по умолчанию) | скаляр

Cross-sectional area at ports A and B — Площадь постоянного отверстия при сохранении портов inf m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Discharge coefficient — Коэффициент расхода0.64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

Critical Reynolds number — Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Pressure recovery — Объяснить ли увеличение давления расширений области Off (значение по умолчанию) | On

Смотрите также

Темы

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 parameterization` — 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` — Диапазон максимума поршня управления
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Flow force output` — Смоделировать ли осевую гидравлическую силу на золотнике
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

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

`Leakage area` — Разорвите область, когда клапан будет в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10` м^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Cross-sectional area at ports A and B` — Площадь постоянного отверстия при сохранении портов
`inf m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Discharge coefficient` — Коэффициент расхода
0.64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

`Critical Reynolds number` — Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения
150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pressure recovery` — Объяснить ли увеличение давления расширений области
`Off` (значение по умолчанию) | `On`