Gate Valve (TL)

Клапан контроля потока приведен в движение поперечным движением кругового логического элемента

Библиотека

Тепловая Liquid/Valves & Orifices/Flow Control Valves

  • Gate Valve (TL) block

Описание

Блок Gate Valve (TL) представляет клапан контроля потока круговым открытием и круговым логическим элементом. Логический элемент перемещается в направление, ортогональное к потоку жидкости. Открытие и логический элемент равны в диаметре. Рисунок показывает, что схематические из клапана логического элемента в трех различных положениях — закрытый, частично открываются, и полностью открытый.

Пропустите клапан в различных положениях

Функция сглаживания позволяет площади открытия клапана изменяться гладко между полностью закрытый и положения полностью открытого отверстия. Функция сглаживания делает это путем удаления резких изменений площади открытия в нулевых и максимальных положениях мяча. Рисунок показывает эффект сглаживания на кривой площади открытия клапана.

Сглаживание кривой площади открытия

Площадь открытия клапана

Блок вычисляет площадь открытия клапана непосредственно из параметров геометрии клапана с помощью выражения

A=πd024ACovered,

где:

  • A является площадью открытия клапана.

  • d 0 является диаметром отверстия клапана.

  • Покрытый A является фрагментом площади постоянного отверстия клапана, покрытой логическим элементом:

    ACovered=d022acos(Δld0)Δl2d02(Δl)2

  • Δl является сетевым перемещением центра логического элемента относительно центра отверстия.

    Δl={0,(x0+Sd)0d0,(x0+Sd)d0(x0+S),Еще,

  • x 0 является Gate displacement offset, заданный в диалоговом окне блока.

  • S d является перемещением логического элемента, определенным через входной порт физического сигнала S.

Выражения открытия клапана вводят нежелательные разрывы в полностью открытом и положениях полностью закрытого отверстия. Блок устраняет эти разрывы с помощью многочленных выражений, которые сглаживают переходы к и от полностью открытого и положений полностью закрытого отверстия. Выражения сглаживания клапана

λL=3Δl¯L22Δl¯L3

и

λR=3Δl¯R22Δl¯R3

где:

Δl¯L=ΔlΔlsmooth

и

Δl¯R=Δl(d0Δlsmooth)d0(d0Δlsmooth).

В уравнениях:

  • λ L является выражением сглаживания для полностью закрытого фрагмента кривой открытия клапана.

  • λ R является выражением сглаживания, применился к полностью открытому фрагменту кривой открытия клапана.

  • Сглаженный Δl является областью сглаживания смещения логического элемента:

    Δlsmooth=fsmoothd02,

    где сглаженный f является коэффициентом сглаживания между 0 и 1.

Сглаживавшая площадь открытия клапана дана кусочным условным выражением

SR={SLeak,Δl0SLeak(1λL)+(A+SLeak)λL,Δl<ΔlsmoothA+SLeak,Δld0Δlsmooth(A+SLeak)(1λR)+(SLeak+SMax)λR,Δl<d0SLeak+SMax,Δld0,

где:

  • S R является сглаживавшей площадью открытия клапана.

  • Утечка S является областью утечки клапана.

  • S Max является максимальной площадью открытия клапана:

    SMax=πd024.

Баланс массы

Массовое уравнение сохранения при клапане

m˙A+m˙B=0,

где:

  • m˙A массовый расход жидкости в клапан через порт А.

  • m˙B массовый расход жидкости в клапан через порт B.

Энергетический баланс

Уравнение энергосбережения при клапане

ϕA+ϕB=0,

где:

  • ϕ A является энергетической скоростью потока жидкости в клапан через порт А.

  • ϕ B является энергетической скоростью потока жидкости в клапан через порт B.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса при клапане

pApB=m˙m˙2+m˙cr22ρAvgCd2S2[1(SRS)2]PRLoss,

где:

  • p A и p B является давлениями в порте А и порте B.

  • m˙ массовый расход жидкости.

  • m˙cr критический массовый расход жидкости:

    m˙cr=RecrμAvgπ4SR.

  • ρ В среднем является средней жидкой плотностью.

  • C d является коэффициентом расхода.

  • S является входной областью клапана.

  • Потеря PR является отношением давления:

    PRLoss=1(SR/S)2(1Cd2)Cd(SR/S)1(SR/S)2(1Cd2)+Cd(SR/S).

Параметры

Вкладка параметров

Orifice diameter

Диаметр площади потока клапана в положении полностью открытого отверстия. Значением по умолчанию является 7e-3 m.

Gate displacement offset

Логический элемент возмещен от нулевого положения. Мгновенное смещение логического элемента является суммой смещения логического элемента и входного сигнала S. Значение по умолчанию 0 m.

Leakage area

Совокупная область всей жидкости протекает при клапане. Область утечки помогает предотвратить числовые проблемы из-за изолированных разделов гидросистемы. Для числовой робастности, установленной этот параметр на ненулевое значение. Значением по умолчанию является 1e-12.

Smoothing factor

Фрагмент площади открытия изгибается, чтобы сглаживать описанный как часть. Сглаживание устраняет разрывы в минимальных и максимальных положениях клапана потока. Коэффициент сглаживания должен быть между 0 и 1. Введите значение 0 для нулевого сглаживания. Введите значение 1 для сглаживания полной кривой. Значением по умолчанию является 0.01.

Cross-sectional area at ports A and B

Площадь потока во входах клапана. Входы приняты равные в размере. Значением по умолчанию является 0.01 м^2.

Characteristic longitudinal length

Аппроксимированная длина клапана. Этот параметр обеспечивает меру продольной шкалы клапана. Значением по умолчанию является 0.1 м^2.

Discharge coefficient

Полуэмпирический параметр, обычно используемый в качестве меры эффективности клапана. Коэффициент расхода задан как отношение фактического массового расхода жидкости через клапан к его теоретическому значению.

Блок использует этот параметр с учетом эффектов геометрии клапана на массовых расходах жидкости. Учебники и таблицы данных клапана являются общими источниками значений коэффициента расхода. По определению все значения должны быть больше 0 и меньше, чем 1. Значением по умолчанию является 0.7.

Critical Reynolds number

Число Рейнольдса, соответствующее переходу между режимами ламинарного и турбулентного течения. Поток через клапан принят ламинарный ниже этого значения и турбулентный выше его. Соответствующие значения, чтобы использовать зависят от определенной геометрии клапана. Значением по умолчанию является 12.

Вкладка переменных

Mass flow rate into port A

Массовый расход жидкости на компонент через порт A в начале симуляции. Значением по умолчанию является 1 kg/s.

Порты

  • A — Тепловой жидкий порт сохранения, представляющий клапан, вставил A

  • B Тепловой жидкий порт сохранения, представляющий клапан, вставил B

  • S — входной порт Физического сигнала для перемещения органа управления

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Введенный в R2016a