Variable Orifice Between Round Holes

Гидравлическое отверстие, образованное пересечением двух отверстий

Библиотека

Отверстия

Описание

Блок Variable Orifice Between Round Holes моделирует отверстие переменного сечения, созданное пересечением двух круглых отверстий. Эти отверстия могут иметь различные диаметры. Одно отверстие расположено на втулке, другое - в золотнике, перемещающимся вдоль своей оси. Такая настройка часто замечается в распределителях, как показано в этой схеме трехпоточного распределителя.

Блок может содержать несколько одинаковых пар отверстий. На следующей схеме показан пример вычисления площади пересечения двух отверстий разного диаметра, где

sСмещение втулки от исходного положения
cРасстояние между центрами отверстия
ds Диаметр отверстия втулки
d cДиаметр отверстия случая

Скорость потока жидкости через отверстие пропорциональна площади постоянного отверстия и перепаду давления через отверстие, согласно этим уравнениям:

A={Aleakдля c≥(r+R) Aleak+r2⋅acos(c2+r2−R22cr)+R2⋅acos(c2−r2+R22cr) −12(−c+r+R)(c+R−r)(c+r−R)(c+r+R)для c < (r+R)

q=z⋅CD⋅A2ρ⋅p(p2+pcr2)1/4

Δp=pA−pB,

где

qСкорость потока жидкости
pПерепад давления
p A, p BАбсолютные давления в распределительных коробках
AМгновенная область прохода между отверстиями
cМгновенное расстояние между центрами отверстия
rМеньший радиус отверстия
RБольший радиус отверстия
zКоличество пар отверстия
CDКоэффициент расхода потока
ρПлотность жидкости
Утечка AЗакрытая область утечки отверстия
p crМинимальное давление турбулентного течения

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 среднемСреднее давление между распределительными коробками
    Банкомат pАтмосферное давление, 101 325 Па
    Бегство BОтношение 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:

    pcr=π4A(RecrCD)2⋅ρ⋅ν22

    где

    νЖидкая кинематическая вязкость
    Re crКритическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number)

Положительное направление блока на порте A относительно порта B. Это означает, что скорость потока жидкости положительна, если она течет от А к B. Положительный сигнал в порте S перемещает втулку в положительное направление.

Основные допущения и ограничения

Инерционные эффекты не учтены.

Параметры

Sleeve hole diameter

Диаметр отверстий во втулке. Значением по умолчанию является 0.005 m.

Case hole diameter

Диаметр отверстий в золотнике. Значением по умолчанию является 0.0054 m.

Number of interacting pairs

Количество взаимодействующих пар отверстия. Значением по умолчанию является 1.

Flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр для емкостной характеристики отверстия. 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. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.

Leakage area

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом отверстии. Основная цель параметра состоит в том, чтобы обеспечить вычислительную целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после того, как отверстие будет полностью закрыто. Значение параметров должно быть больше 0. Значением по умолчанию является 1e-12 м^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:

A

Гидравлический порт сопоставлен с входом отверстия.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходом отверстия.

S

Порт физического сигнала, который обеспечивает текущее значение расстояния между центрами отверстий.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| | | |

Введенный в R2014b

Документация Simscape Fluids
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте