Постоянная область или отверстие переменной области в изотермической системе
Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Valves & Orifices / Отверстия
Блок Orifice (IL) моделирует поток через локальное ограничение с постоянной или переменной площадью открытия. Для отверстий переменного сечения поршень управления, соединенный с портом S, устанавливает вводное положение. Площадь открытия параметризована или линейно или интерполяционной таблицей.
Для отверстий, которые открываются и закрываются на основе смещения центрального золотника, смотрите Отверстие Золотника (IL).
Можно включить дефектное поведение установкой Enable faults к On
.
Импульс сохраняется через отверстие:
Этот баланс импульса подразумевает, что существует увеличение скорости, когда существует уменьшение в области и сокращение скорости, когда поток разряжается в большую область. В соответствии с Бернуллиевым принципом, это изменение в скорости приводит к области более низкого давления в отверстии и более высокого давления в зоне расширения. Получившееся увеличение давления, которое называется восстановлением давления, зависит от коэффициента расхода отверстия и отношения площадей постоянного отверстия и областей портов.
Для постоянных отверстий площадь постоянного отверстия, отверстие A, не изменяется в течение симуляции.
Constant
Параметризация областиОбъемный расход вычисляется:
где:
C d является Discharge coefficient.
Отверстие A является мгновенным отверстием открытая область.
Портом A является Cross-sectional area at ports A and B.
средняя плотность жидкости.
Потеря PR и критика Δp вычисляются таким же образом для постоянного и отверстий переменного сечения и заданы в Падении давления и Критических разделах Давления ниже.
Это приближение для и блок Local Restriction (IL) является тем же самым.
Tabulated data - Volumetric flow rate vs. pressure drop
ПараметризацияОбъемный расход определяется из табличных значений перепада давления, Δp, который можно обеспечить. Если только неотрицательные значения будут введены и для объемного расхода и для векторов перепада давления, таблица будет экстраполироваться, чтобы содержать отрицательные величины. Объемный расход интерполирован из этой расширенной таблицы.
Для отверстий переменного сечения, установки Opening orientation к Positive control member displacement opens orifice
открывает отверстие, когда сигнал в S положителен, в то время как Negative control member displacement opens orifice
ориентация открывает отверстие, когда сигнал в S отрицателен. В обоих случаях сигнал положителен, и открытие отверстия установлено величиной сигнала.
Linear - Area vs. control member position
ПараметризацияПлощадь постоянного отверстия отверстие A основана на перемещении органа управления и отношении площади постоянного отверстия и максимальном перемещении органа управления:
где:
Min S является перемещением органа управления, когда отверстие полностью закрывается.
ΔS является перемещением Поршня управления между закрытым и открытым отверстием.
A макс. является Maximum orifice area.
Утечкой A является Leakage area.
ε является Opening orientation.
Объемный расход определяется уравнением скорости потока жидкости давления:
где A является Cross-sectional area at ports A and B.
Tabulated data - Area vs. control member position
ПараметризацияКогда вы используете Tabulated data - Area vs. control member position
параметризация, площадь постоянного отверстия, отверстие A интерполировано от табличных значений площади открытия и перемещения органа управления, ΔS, который можно обеспечить. Как с Linear - Area vs. control member position
параметризация, объемный расход определяется уравнением скорости потока жидкости давления:
где отверстие A:
A макс., последний элемент Orifice area vector, если открытие больше, чем максимальное заданное открытие.
Утечка A, первый элемент Orifice area vector, если открытие отверстия меньше минимального открытия.
Отверстие A, если расчетная область между пределами Orifice area vector.
Открытый A является функцией перемещения органа управления, полученного в порте S. Блок запрашивает между точками данных с линейной интерполяцией и использует самую близкую экстраполяцию для точек вне табличных контуров.
Tabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop
ПараметризацияTabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop
параметризация интерполирует объемный расход непосредственно из обеспеченной пользователями таблицы объемного расхода, которая основана на перемещении органа управления и перепаде давления по отверстию. Блок запрашивает между точками данных с линейной интерполяцией и использует линейную экстраполяцию для точек вне табличных контуров.
Эти данные могут включать отрицательные перепады давления и отрицательные вводные значения. Если отрицательный перепад давления будет включен в набор данных, объемный расход изменит направление. Однако скорость потока жидкости останется неизменной для отрицательных вводных значений.
Когда линейно параметрированное отверстие переменного сечения находится в почти открытой или почти закрытой позиции, можно обеспечить числовую робастность в симуляции путем корректировки блока Smoothing factor. Функция сглаживания применяется ко всем расчетным областям, но в основном влияет на симуляцию в экстремальных значениях области клапана.
Нормированная область вычисляется как:
Smoothing factor, s, применяется к нормированной области:
Сглаживавшая область клапана:
Падение давления описывает сокращение давления при клапане из-за уменьшения в области. Термин падения давления, потеря PR вычисляется как:
Восстановление давления описывает положительный скачок давления при клапане из-за увеличения области. Если вы не хотите получать это увеличение давления, установите Pressure recovery на Off
. В этом случае потеря PR равняется 1.
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:
Когда Orifice type установлен в Variable
и отказы включены, отверстие, открытая область становится упорно продолженной заданное значение в ответ на одно или оба из этих триггеров:
Время симуляции — Сбой происходит в требуемое время.
Поведение симуляции — Сбой происходит в ответ на внешний триггер. Это отсоединяет порт T.
Три опции отказа доступны в параметре Opening area when faulted:
Closed
— Площадь постоянного отверстия захватывает в области утечки, которая является Leakage area в линейной параметризации, первом элементе Orifice area vector в 1D параметризация или первая строка Volumetric flow rate table в 2D параметризации.
Open
— Площадь постоянного отверстия захватывает в максимальной площади постоянного отверстия, которая является Maximum opening area в линейной параметризации, последнем элементе Orifice area vector в 1D параметризация или последняя строка Volumetric flow rate table в 2D параметризации.
Maintain at last value
— Отверстие захватывает в открытой области, когда триггер происходит.
После того, как инициированный, отверстие остается в неработающей области для остальной части симуляции.
Можно установить блок выпускать дефектную ведомость как предупреждающее сообщение или сообщение об ошибке в Средстве просмотра Диагностики Simulink параметром Reporting when fault occurs.
Кольцевая утечка (IL) | Локальное ограничение (IL) | Буферизуйте отверстие (IL) | Переменное перекрывающееся отверстие (IL)