Клапан регулирования расхода, приводимый в действие продольным движением шарового элемента
Simscape/Жидкости/Термическая жидкость/Клапаны и диафрагмы/Клапаны регулирования расхода
Блок шарового клапана (TL) моделирует управление потоком с помощью шарового клапана в тепловой жидкостной сети. Геометрию сиденья можно задать как остроконечную или коническую. Смещение шарика задается физическим сигналом в порту S.
Типы седел шаровых клапанов
Если для спецификации седла клапана установлено значение Sharp-edgedплощадь открытия клапана основана на геометрическом выражении:
dOB (h),
где:
ro - радиус отверстия клапана.
rb - радиус шарика клапана.
dOB (h) - расстояние между центром шара и краем отверстия. Это расстояние является функцией подъема клапана (h).
Максимальное смещение, hmax, составляет:
− rb2 − ro2.
Схема сиденья
Если для спецификации седла клапана установлено значение Conicalплощадь открытия клапана основана на геометрическом выражении:
sin (start) h2,
Максимальное смещение, hmax, составляет:
rbsin (start2),
где λ - угол конуса.
Схема сиденья
Функция сглаживания позволяет плавно изменять площадь открытия клапана между полностью закрытым и полностью открытым положениями. Функция сглаживания делает это, удаляя разрывы кривой в нулевом и максимальном положениях шара.
Сглаживание кривой в области проема
Функция сглаживания клапана:
− 2h 3
Когда клапан почти закрыт, =:
hΔчсмут.
Когда клапан почти открыт, =:
− Δhsmooth).
Δчсмут - область сглаживания подъема клапана:
fsmoothMax2
где fsmooth - коэффициент сглаживания, который может изменяться от 0 до 1.
Сглаженная площадь открытия клапана задается кусочно-условным выражением:
λR,h<hMaxSLeak+SMax,h≥hMax,
где:
SR - сглаженная зона открытия клапана.
SLeak - зона утечки клапана.
SMax - максимальная площадь открытия клапана:
securityro2
Перепад давления на клапане:
PRLoss,
где:
pA - давление в порту A.
pB - давление в порту B.
- массовый расход.
δ Avg - средняя плотность жидкости.
Cd - коэффициент разряда.
- критический массовый расход:
где:
Recr - критическое число Рейнольдса.
мкАвг - средняя динамическая вязкость жидкости.
S - площадь поперечного сечения в портах A и B.
PRLoss - отношение давлений:
1 − Cd2) + Cd (SR/S).
Уравнение сохранения массы в клапане
где:
- массовый расход в клапан через порт A.
- массовый расход в клапан через порт B.
Уравнение энергосбережения в клапане
= 0,
где:
ϕA энергетическая скорость потока жидкости в клапан через порт A.
β B - расход энергии в клапан через порт B.
A - Отверстие для сохранения тепловой жидкости, представляющее вход клапана A
B - Отверстие для сохранения тепловой жидкости, представляющее вход клапана B
S - Порт ввода физического сигнала для перемещения элемента управления
Выбор геометрии седла клапана. Опции включают Sharp-edged и Conical. Значение по умолчанию: Sharp-edged.
Угол, образованный боковыми сторонами конического седла. Этот параметр активен, только если активен параметр спецификации седла клапана. Значение по умолчанию: 120 град.
Диаметр сферического элемента управления. Значение по умолчанию: 0.01 м.
Диаметр отверстия клапана. Значение по умолчанию: 7e-3 м.
Смещение элемента управления от нулевого положения. Смещение элемента управления представляет собой сумму входного сигнала S и заданного смещения смещения. Значение по умолчанию: 0 м.
Область, через которую жидкость может протекать в полностью закрытом положении клапана. В этой области происходит утечка между входами клапана. Значение по умолчанию: 1e-12 м ^ 2.
Часть кривой «площадь проема» для сглаживания, выраженная в виде дроби. Сглаживание устраняет нарушения непрерывности при положениях клапана минимального и максимального расхода. Коэффициент сглаживания должен быть между 0 и 1. Введите значение, равное 0 для нулевого сглаживания. Введите значение, равное 1 для полного сглаживания кривой. Значение по умолчанию: 0.01.
Площадь по нормали к направлению потока на входе в клапан. Предполагается, что эта область одинакова для всех входов. Значение по умолчанию: 0.01 м ^ 2.
Расстояние, пересекаемое жидкостью между входами клапана. Значение по умолчанию: 0.1 м ^ 2.
Отношение фактического массового расхода через клапан к его идеальному или теоретическому значению. Коэффициент нагнетания учитывает влияние геометрии клапана. Значение должно быть между 0 и 1.
Число Рейнольдса, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами. Поток ламинарен ниже этого числа и турбулентен над ним. Значение по умолчанию: 12.
Массовый расход в компонент через порт A в начале моделирования. Значение по умолчанию: 1 kg/s.