2-Way Directional Valve (TL)
Клапан для модуляции потока между двумя тепловыми жидкими узлами
Описание
Блок 2-Way Directional Valve (TL) моделирует поток через направленный распределительный клапан с двумя портами (A и B) и один путь к потоку (A –B). Путь содержит отверстие переменного сечения, которое масштабируется пропорционально смещению поршня управления — часто мяч, золотник или диафрагма, сопоставленная с сигналом в порте S. Клапаны этого типа служат переключателями, которыми можно модулировать поток в одной строке, например, чтобы разрядиться текут из бака. Модель клапана основана на блоке Variable Area Orifice (TL), и это совместно использует уравнения, описанные для того блока.
Положения клапана
Клапан с плавкой регулировкой. Это переключает гладко между положениями, из которых это имеет два. Один — нормальное положение — то, что, к которому возвращается клапан, когда его управляющий сигнал падает на нуль. Если перемещение открытия не было задано, A –B отверстие всегда полностью закрывается в этом положении. Другой — рабочее положение — то, что, в который перемещается клапан, когда его управляющий сигнал повышается до максимума. Отверстие обычно полностью открыто в этом положении. Обратите внимание на то, что, ли отверстие на самом деле открыто и насколько открытый это, оба зависят от перемещений открытия клапана.
Открытие клапана
То, которые располагают клапан, находится в, зависит от координаты поршня управления относительно A –B отверстие — длина, упомянутая здесь как открытие отверстия. Открытие отверстия вычисляется в процессе моделирования от перемещения открытия, заданного через параметры блоков того же имени, и от перемещения органа управления, данного физическим сигналом в порте S:
где:
AB h является A –B открытие отверстия.
h AB0 является A –B перемещение открытия.
x является перемещением органа управления.
Перемещение органа управления нуля соответствует клапану, который находится в его нормальном положении. A –B трещины отверстия открывается, когда вводная переменная (AB h) повышается выше нуля. Это затем продолжает расширяться с увеличивающимся открытием отверстия — и поэтому с увеличивающимся перемещением органа управления.
Отверстие полностью открыто, когда его открытие отверстия в заданном максимуме. В линейной параметризации клапана этот максимум получен из параметров блоков Maximum valve opening. В сведенной в таблицу параметризации клапана максимальное открытие получено из последней точки останова в табличных данных.
Перемещение Открытия
Клапан по умолчанию сконфигурирован так, чтобы он был полностью закрыт, когда перемещение органа управления является нулем. Такой клапан часто описывается как полируемый нулем. Это возможно, путем применения смещения к поршню управления, чтобы смоделировать клапан, который является underlapped (частично открытый, когда перемещение органа управления является нулем), или перекрытый (полностью закрытый до перемещения органа управления, равного прикладному смещению). Фигура показывает открытие отверстия функцией перемещения органа управления для каждого случая:
Случай I: клапан с нулевым перекрытием. Перемещение открытия является нулем. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления полностью покрывает отверстие. Клапан с нулевым перекрытием полностью закрывается когда падения перемещения органа управления, ниже нуля.
Случай II: клапан с отрицательным перекрытием. Перемещение открытия положительно. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления покрывает отверстие, но не полностью. Клапан с отрицательным перекрытием частично открыт, пока перемещение органа управления не падает ниже отрицаемого значения смещения.
Случай III: клапан с положительным перекрытием. Перемещение открытия отрицательно. Поршень управления полностью покрывает отверстие не только в нормальном положении, но и по небольшой области вокруг этого. Клапан с положительным перекрытием полностью закрывается, пока поршень управления не пересекает перемещение открытия, заданное для отверстия.
Характеристики открытия
Открытие отверстия служит в процессе моделирования, чтобы вычислить массовый расход жидкости через отверстие. Вычисление может быть прямым отображением от открытия до скорости потока жидкости или косвенного преобразования, сначала от открытия до площади постоянного отверстия и затем от площади постоянного отверстия до массового расхода жидкости. Вычисление и данные, требуемые для него, зависят от установки параметров блоков Valve parameterization:
Linear area-opening relationship — Вычислите площадь открытия клапана от перемещения органа управления, и от него получают массовый расход жидкости через клапан. Площадь открытия принимается линейно зависимой с перемещением органа управления. Наклон линейной зависимости определяется из параметров блоков Maximum opening area и Maximum valve opening.
Tabulated data - Area vs. opening — Вычислите площадь открытия клапана от перемещения органа управления, и от него получают массовый расход жидкости через клапан. Площадь открытия может варьироваться нелинейно с перемещением органа управления. Отношение между этими двумя дано табличными данными в параметрах блоков Opening area vector и Valve opening vector.
Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop — Вычислите массовый расход жидкости непосредственно от перемещения органа управления и перепада давления на клапане. Отношение между этими тремя переменными может быть нелинейным, и оно дано табличными данными в Valve opening vector, Pressure drop vector и параметрах блоков Mass flow rate table.
Утечка
Основная цель уровня утечек закрытого клапана не должна убеждаться ни в какое время, фрагмент тепловой жидкой сети становится изолированным от остатка от модели. Такие изолированные фрагменты уменьшают числовую робастность модели и могут замедлить симуляцию или заставить его перестать работать. Утечка обычно присутствует в реальных клапанах, но в модели ее точное значение менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль. Уровень утечек определяется из параметров блоков Leakage area.
Падение и восстановление давления
Перепад давления при клапане вычисляется от эмпирического параметра, известного как коэффициент расхода (полученный из параметров блоков Discharge coefficient). Вычисление получает эффект режима течения с перепадом давления, являющимся пропорциональным массовому расходу жидкости, когда поток ламинарен и квадрату того же самого, когда поток турбулентен. Также полученный восстановление давления, чем в реальных клапанах, находится между vena contracta (самая узкая апертура клапана) и выход, который обычно находится маленькое расстояние далеко.
Составная структура компонента
Этот блок является составным компонентом, включающим один блок Variable Area Orifice (TL), расположенный как показано на рисунке. Параметры блоков Orifice orientation установлены так, чтобы положительный сигнал действовал, чтобы открыть отверстие. Заданное перемещение открытия применяется к этому блоку. Обратитесь к блоку Variable Area Orifice (TL) для детали о вычислениях площади открытия.
Порты
Входной параметр
развернуть все
S — Перемещение органа управления, unitless
физический сигнал
Мгновенное смещение органа управления клапана.
Сохранение
развернуть все
A — Проход потока
тепловая жидкость
Открытие, посредством которого поток может войти или выйти из клапана.
B — Проход потока
тепловая жидкость
Открытие, посредством которого поток может войти или выйти из клапана.
Параметры
развернуть все
Valve parameterization Метод, которым можно смоделировать характеристики открытия клапана
Linear area-opening relationship (значение по умолчанию) | Tabulated data - Area vs. opening | Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop
Метод, которым можно смоделировать характеристики открытия клапана. Настройка по умолчанию предписывает линейное соотношение между площадью открытия клапана и открытием клапана. Альтернативные настройки позволяют, общее, нелинейное отношение в сведенной в таблицу форме, в одном случае между площадью открытия и положением органа управления (открытие клапана), в другом случае между массовым расходом жидкости и открытием клапана и перепадом давления между портами.
Maximum valve opening — Перемещение органа управления, при котором площадь открытия в максимуме
5e-3 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах длины
Перемещение органа управления, при котором клапан полностью открыт и его площадь открытия, поэтому в максимуме. Этот параметр используется, чтобы вычислить наклон линейной зависимости, связывающий площадь открытия с перемещением органа управления (открытие клапана).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Linear area-opening relationship.
Maximum opening area — Площадь открытия клапана в положении полностью открытого отверстия
1e-4 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади
Площадь открытия клапана в положении полностью открытого отверстия, когда поршень управления в положении, заданном в параметрах блоков maximum valve opening. Этот параметр используется, чтобы вычислить наклон линейной зависимости, связывающий площадь открытия с перемещением органа управления (открытие клапана).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Linear area-opening relationship.
Leakage area — Площадь открытия клапана в закрытом положении
1e-10 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади
Площадь открытия клапана в положении полностью закрытого отверстия, когда только внутренняя утечка между ее портами остается. Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты тепловой жидкой сети становиться изолированными. Точное значение, заданное здесь, менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль.
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Linear area-opening relationship.
Smoothing factor — Мера объема сглаживания, чтобы примениться к функции площади открытия
0.01
Мера объема сглаживания, чтобы примениться к функции площади открытия. Этот параметр определяет ширины областей, которые будут сглаживаться, один являющийся в положении полностью открытого отверстия, другой в положении полностью закрытого отверстия. Сглаживание накладывает на линейной функции площади открытия два нелинейных сегмента, один для каждой области сглаживания. Чем больше заданное значение, тем больше сглаживание и более широкое нелинейные сегменты.
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Linear area-opening relationship.
Valve opening vector — Вектор из перемещений органа управления, при которых можно свести в таблицу площади открытия клапана
[-0.002, 0, 0.002, 0.005, 0.015] m (значение по умолчанию) | вектор из положительных чисел в единицах длины
Вектор из перемещений органа управления, при которых можно задать — зависящий от параметризации клапана — площадь открытия клапана или ее массовый расход жидкости. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо. Этот вектор должен быть равен в размере заданному в параметрах блоков Opening area vector или к количеству строк в параметрах блоков Mass flow rate table.
Эти данные служат, чтобы создать одностороннюю интерполяционную таблицу, которой можно определить, от перемещения органа управления, площади открытия клапана или двухсторонней интерполяционной таблицы, которой можно определить, от перемещения органа управления и перепада давления, массового расхода жидкости клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений данных).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. opening.
Opening area vector — Вектор из площадей открытия в заданных точках останова открытия клапана
[1e-09, 2.0352e-07, 4.0736e-05, 0.00011438, 0.00034356] m^2 (значение по умолчанию) | вектор из положительных чисел в единицах площади
Вектор из площадей открытия, соответствующих точкам останова, задан в параметрах блоков Valve opening vector. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо (с увеличивающимся перемещением органа управления). Этот вектор должен быть равен в размере количеству точек останова открытия клапана.
Эти данные служат, чтобы создать одностороннюю интерполяционную таблицу, которой можно определить из перемещения органа управления площадь открытия клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений данных).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. opening.
Pressure drop vector — Вектор из перепадов давления, при которых можно свести в таблицу массовые расходы жидкости
[-0.1, 0.3, 0.5, 0.7] MPa (значение по умолчанию) | вектор в единицах давления
Вектор из перепадов давления от порта A до порта B, в котором можно задать массовый расход жидкости клапана. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо. Этот вектор должен быть равен в размере количеству столбцов в параметрах блоков Mass flow rate table.
Эти данные служат, чтобы создать двухстороннюю интерполяционную таблицу, которой можно определить, от перемещения органа управления и перепада давления, площади открытия клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений данных).
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop.
Mass flow rate table — Матрица массовых расходов жидкости в заданном открытии клапана и точках останова перепада давления
[-1e-05, 1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; -.002, .0035, .0045, .0053; -.4, .7, .9, 1.06; -1.13, 1.96, 2.5, 3; -3.45, 6, 7.7, 9.13] kg/s (значение по умолчанию) | матрица в единицах массы/времени
Матрица массовых расходов жидкости, соответствующих точкам останова, заданным в Valve opening vector и параметрах блоков Pressure drop vector. Перемещение органа управления увеличивается от строки до строки сверху донизу. Перепад давления увеличивается от столбца до столбца слева направо. Массовый расход жидкости должен увеличиться монотонно в тех же направлениях (с увеличивающимся перемещением органа управления и увеличивающий перепад давления).
Эти данные служат, чтобы создать двухстороннюю интерполяционную таблицу, которой можно определить, от перемещения органа управления и перепада давления, площади открытия клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений данных). Убедитесь, что количество строк равно размеру параметров блоков Opening area vector и что количество столбцов равно размеру параметров блоков Pressure drop vector.
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop.
Reference inflow temperature — Вставьте температуру, при которой можно задать табличные данные
293.15 K (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах температуры
Номинальная входная температура, со ссылкой на абсолютный нуль, в котором можно задать табличные данные. Этот параметр используется, чтобы настроить массовый расход жидкости согласно температуре, измеренной в процессе моделирования.
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop.
Reference inflow pressure — Вставьте давление, при котором можно задать табличные данные
0.101325 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления
Номинальное входное давление, со ссылкой на абсолютный нуль, в котором можно задать табличные данные. Этот параметр используется, чтобы настроить массовый расход жидкости согласно давлению, измеренному в процессе моделирования.
Зависимости
Этот параметр активен, когда параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop.
Valve opening offset — Расстояние, которым можно переместить поршень управления в нормальном положении клапана
0 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах длины
Возместите между поршнем управления и местоположением, в котором, в нормальном положении отверстия, он полностью покрыл бы отверстие. Задайте положительное смещение, чтобы смоделировать приоткрытое отверстие или отрицательное смещение, чтобы смоделировать перекрывающееся отверстие. Для детали о том, как перемещения открытия влияют на вычисления блока, см. описание блока.
Cross-sectional area at ports A and B — Площадь потока в тепловых гидравлических портах
0.01 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади
Площадь, перпендикулярная линии потока в каждом порте. Порты приняты, чтобы быть равными в размере. Площадь потока, заданная здесь, должна совпадать с теми из входов тех компонентов, с которыми соединяется клапан.
Characteristic longitudinal length — Мера длины пути к потоку через клапан
0.1
Среднее расстояние, пройденное жидкостью, когда она перемещается от входного отверстия до выхода. Это расстояние используется в вычислении внутренней тепловой проводимости, которая происходит между этими двумя портами (как часть сглаженного вихря энергетической схемы, используемой в тепловой гидравлической области).
Discharge coefficient — Эмпирический коэффициент, заданный как отношение фактических к идеальным массовым расходам жидкости
0.7
Отношение фактической скорости потока жидкости через клапан к теоретическому значению, которое это имело бы при идеальном клапане. Этот полуэмпирический параметр измеряет поток, позволенный через клапан: чем больше его значение, тем больше скорость потока жидкости. Обратитесь к таблице данных клапана, при наличии, для этого параметра.
Critical Reynolds number — Число Рейнольдса на границе между режимами ламинарного и турбулентного течения
12
Число Рейнольдса, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами.
Расширенные возможности
Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.
Введенный в R2016a
