Гидравлический клапан иглы
Клапаны контроля потока
Блок Needle Valve моделирует отверстие переменного сечения, созданное конической иглой и круглым отверстием с острым краем в тонком материале.
Скорость потока жидкости через клапан пропорциональна открытию клапана и перепаду давления на клапане. Скорость потока жидкости определяется согласно следующим уравнениям:
где
| q | Скорость потока жидкости |
| p | Перепад давления |
| p A, p B | Абсолютные давления в распределительных коробках |
| CD | Коэффициент расхода потока |
| A(h) | Мгновенная область прохода отверстия |
| x0 | Начальное открытие |
| x | Смещение иглы от исходного положения |
| h | Открытие клапана |
| h макс. | Максимальный диапазон иглы |
| ds | Диаметр отверстия |
| α | Угол иглы |
| ρ | Плотность жидкости |
| Утечка A | Закрытая область утечки клапана |
| A макс. | Максимальный клапан открытая область |
| p cr | Минимальное 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 среднем | Среднее давление между распределительными коробками |
| Банкомат p | Атмосферное давление, 101 325 Па |
| Бегство B | Отношение 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:
где
| D H | Клапан мгновенный гидравлический диаметр |
| ν | Жидкая кинематическая вязкость |
| Re cr | Критическое 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, и перепад давления определяется как . Положительный сигнал в порте S физического сигнала открывает клапан.
Инерция жидкости не учитывается.
Область прохода потока принята, чтобы быть равной frustum области боковой поверхности.
Диаметр отверстия клапана. Значением по умолчанию является 0.005 m.
Угол клапана коническая игла. Значение параметров должно быть в области значений между 0 и 180 градусами. Значением по умолчанию является 90 степени.
Начальное открытие клапана. Можно задать и положительные и отрицательные величины. Значение по умолчанию 0.
Полуэмпирический параметр для характеристики мощности клапана. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно указывается в табличных данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.65.
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.
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.
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 10. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.
Общая площадь возможных утечек при полностью закрытом клапане. Основная цель параметра состоит в том, чтобы обеспечить вычислительную целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после того, как клапан будет полностью закрыт. Значение параметров должно быть больше 0. Значением по умолчанию является 1e-12 м^2.
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входом клапана.
BГидравлический порт сопоставлен с выходом клапана.
SПорт физического сигнала для управления перемещением золотника.
Ball Valve | Gate Valve | Poppet Valve | Pressure-Compensated Flow Control Valve