Обратный клапан (G)

Клапан ограничения потока в одном (прямом) направлении

Библиотека:
Simscape/Жидкости/Газ/Клапаны и диафрагмы/Направленные регулирующие клапаны

Описание

Блок обратного клапана (G) моделирует отверстие с однонаправленным механизмом открытия для предотвращения нежелательного обратного потока. Открывающий механизм, часто подпружиненный конструкцией, реагирует на давление, (обычно) открывая отверстие, когда градиент давления на нем падает от впускного отверстия (отверстие А) к выпускному отверстию (отверстие В), но вынуждая его в противном случае закрываться. Обратные клапаны защищают компоненты выше по потоку от скачков давления, скачков температуры и (в реальных системах) химического загрязнения, проистекающего из точек ниже по потоку.

Клапан открывается на градусы, начиная с его давления растрескивания и до конца диапазона регулирования давления. Давление растрескивания дает начальное сопротивление, обусловленное силами трения или пружины, которое клапан должен преодолеть, чтобы открыть посредством щели (или чтобы раскрыть трещину). Ниже этого порога клапан закрыт, и только поток утечки может проходить. После окончания диапазона регулирования давления клапан полностью открыт, а поток на максимуме (определяется мгновенными условиями давления).

Давление крекинга играет важную роль при установке обратных клапанов вверх дном. В этом случае вес открывающего элемента, такого как шар или поршень, и подъемная головка текучей среды могут действовать для открытия клапана. (Высота возвышения может возникнуть в модели от трубы выше по потоку от входа, когда она вертикальна или наклонена.) Достаточное давление растрескивания предотвращает непреднамеренное открытие клапана, даже если он установлен под невыгодным углом.

Поток может быть ламинарным или турбулентным, и он может достигать (до) звуковых скоростей. Это происходит в контракте вены, точке, непосредственно за горлом клапана, где поток является и самым узким, и самым быстрым. Затем поток дросселируется и его скорость насыщается, при этом падение давления ниже по потоку уже не достаточно для увеличения его скорости. Дросселирование происходит, когда коэффициент противодавления достигает критического значения, характерного для клапана. Сверхзвуковой поток не захватывается блоком.

Контроль и другие давления

Давление, на которое реагирует клапан, является его управляющим давлением. В обычном обратном клапане (и по умолчанию в этом блоке) это давление является падением от входа к выходу. Эта настройка гарантирует, что клапан действительно закрывается, если направление потока должно измениться.

Для особых случаев предусмотрено альтернативное контрольное давление: манометрическое давление на входе. Используйте его, если известно, что входное отверстие всегда будет иметь более высокое давление, чем выходное отверстие (например, когда входное отверстие соединяется с источником давления, таким как насос).

Можно выбрать соответствующее управляющее давление для модели - перепад давления илиPressure at port A (gauge)- с помощью выпадающего списка Спецификация контроля давления .

Pressure Differential

Если для параметра Спецификация контроля давления установлено значение Pressure differential, контрольное давление вычисляется как:

$_{pCtl} =_{} {pA}_{} -$ pB,

где p - мгновенное давление. Нижний индекс Ctl обозначает управляющее значение и нижние индексы А и В соответственно впуска и выпуска. Давления в портах являются мгновенными значениями, определенными (против абсолютного нуля) во время моделирования. Давление крекинга также определяется как:

$_{PCrk} {=_{[} {PA}_{} -}_{PB}]$ Крк,

где P - параметр постоянного давления. Нижний индекс Crk обозначает величину растрескивания (здесь - дифференциал). Термин в скобках получается как константа из параметра блока перепада давления крекинга. Аналогично для максимального давления клапана (при котором клапан полностью открыт):

$_{PMax} {=_{[} {PA}_{} -}_{PB}]$ Макс.,

где нижний индекс Max обозначает максимальное значение клапана. Здесь также член в скобках получается как константа из параметра Максимальный перепад давления открытия.

Pressure at port A

Если для параметра «Спецификация регулирования давления» установлено значение «Давление в порту A», то контрольное давление вычисляется следующим образом:

$_{pCtl} =_{}$ pA.

Давление в порту является мгновенным значением, определенным (против абсолютного нуля) во время моделирования. Для давления крекинга:

$_{PCrk} =_{PA,}_{Crk +}$ PAtm,

где нижний индекс A,Crk обозначает величину крекинга, заданную как манометрическое давление в порту A. Эта величина получается как константа из параметра блока давления крекинга (манометрического). Нижний индекс Atm обозначает атмосферное значение (указанное в блоке Gas Properties (G) модели). Максимальное давление клапана:

$_{PMax} =_{PA,}_{Max +}$ PAtm,

где нижний индекс A,Max обозначает максимальное значение, указанное как манометрическое давление в порту A. Это значение получено как константа из параметра блока Максимальное давление открытия (манометрическое).

Превышение контрольного давления

Степень, до которой управляющее давление превышает давление крекинга, определяет, насколько клапан будет открыт. Превышение давления выражается здесь как часть (ширина) диапазона регулирования давления:

$\overset{}{p}^\frac{_{=}_{pCtl −}}{_{}_{PCrkPMax}}$ − PCrk.

Контрольное давление (pCtl), давление крекинга (pSet) и максимальное давление открытия (PMax) соответствуют выбранной спецификации контрольного давления (Pressure differential или Pressure at port A).

Доля - технически, перерасход нормализован - оценивается в0 в полностью закрытом клапане и 1 в полностью открытом клапане. Если вычисление должно возвращать значение за пределами этих границ, вместо него используется ближайшее из двух значений. (Другими словами, фракция насыщается при 0 и 1.)

Числовое сглаживание

Нормализованное контрольное давление p охватывает три области давления. Ниже давления крекинга клапана его величина равна постоянному нулю. Выше максимального давления того же, оно 1. В промежутках он изменяется, как линейная функция (эффективного) управляющего давления, pCt1.

Переходы между областями резкие, а их наклоны прерывистые. Это создает проблему для решателей с переменным шагом (сортировка, обычно используемая в моделях Simscape). Чтобы точно зафиксировать разрывы, называемые в некоторых контекстах событиями пересечения нуля, решатель должен сократить свой временной шаг, ненадолго приостановившись во время пересечения, чтобы повторно вычислить свою матрицу якобиана (представление зависимостей между переменными состояния модели и их производными времени).

Эта стратегия решателя эффективна и надежна при наличии разрывов. Это делает решатель менее склонным к ошибкам сходимости - но оно может значительно увеличить время, необходимое для завершения прогона моделирования, возможно, чрезмерно для практического использования в моделировании в реальном времени. Альтернативный подход, используемый здесь, заключается в полном устранении разрывов.

Превышение нормализованного давления с резкими переходами

Блок удаляет разрывы, сглаживая их в заданном масштабе времени. Сглаживание, которое добавляет небольшое искажение к нормализованному давлению на входе, гарантирует, что клапан перемещается в свои предельные положения, а не защелкивается (резко) в них. Сглаживание является необязательным: его можно отключить, установив его шкалу времени равной нулю. Форма и масштаб сглаживания при применении частично определяются кубическими многочленами:

$_{λ L} = {\overset{}{}}_{3p}^{} pw {\overset{L2}{}}_{}^{−}$ 2p pw L3

$_{λ R} = {\overset{}{}}_{3p}^{} {\overset{R2 -2p}{}}_{}^{}$ R3,

где

${\overset{}{p}}_{} \frac{\overset{}{L}}{=^{p}}$ ^ Δp *

${\overset{}{p}}_{} \frac{\overset{}{R} = p^^{-}}{(1^{}} -$ Δp *) Δp *.

В уравнениях:

λ L - сглаживающее выражение для перехода из максимально замкнутого положения.
λ R - сглаживающее выражение для перехода из полностью открытого положения.
Δp * - (безразмерная) характерная ширина области сглаживания давления :

${Δp}^{} *^{=} \frac{}{f}$ * 12,
где f * - коэффициент сглаживания, равный 0 и 1 и получен из параметра блока с тем же именем.
Если коэффициент сглаживания равен 0нормализованное давление на входе остается в своей первоначальной форме - не применяется сглаживание - и его переходы остаются резкими. Когда это будет1сглаживание охватывает весь диапазон регулирования давления (нормализованное входное давление принимает форму S-образной кривой).
При промежуточных значениях сглаживание ограничивается долей этого диапазона. Значение 0.5например, сглаживает переходы на протяжении четверти диапазона регулирования давления с каждой стороны (для общей гладкой области, составляющей половину диапазона регулирования).

Сглаживание добавляет две новые области к нормализованному превышению давления - одна для плавного перехода слева, другая для той, что справа, давая в общей сложности пять областей. Они выражены в кусочной функции:

${\overset{}{}}^{} \begin{array}{l} \overset{}{} \\ \overset{}{}_{} & \overset{}{}^{} \\ \overset{}{} & \overset{}{}^{} \\ \overset{p^*={0,p^\leq0p^λL,p^<ΔP*p^,p^\leq1-ΔP*p^}{} (1_{−} {λ R}_{)} & \overset{}{} \\ \overset{}{} \end{array}$ +λR,p^<11p^≥1,

где звездочка обозначает сглаженную переменную (превышение нормализованного управляющего давления). На рисунке показано влияние сглаживания на резкость переходов.

Звуковая проводимость

Так как нормализованное управляющее давление изменяется во время моделирования, так и массовый расход через клапан. Однако взаимосвязь между этими двумя переменными является косвенной. Массовый расход определяется в терминах акустической проводимости клапана, и именно эту величину определяет нормализованное давление на входе.

Звуковая проводимость, если вы с ней незнакомы, описывает легкость, с которой газ будет течь при его подавлении - когда его скорость находится на теоретическом максимуме (локальной скорости звука). Его измерение и расчет подробно описаны в стандарте ISO 6358 (на котором основан этот блок).

В листах технических данных клапана обычно указывается только одно значение: значение, принятое в установившемся состоянии в полностью открытом положении. Это то же самое, что указано в параметре проводимости Sonic при максимальном расходе, если параметризация клапана установлена Sonic conductance. Для значений в диапазоне открытия клапана этот максимум масштабируется нормированным превышением давления:

$C =_{(} {CMax}_{−} \overset{}{} CMin)_{p}^$ + CMin,

где C - звуковая проводимость и подстрочные индексы Max и Min обозначать его значения в полностью открытом и полностью закрытом клапане.

Другие параметры

Поскольку звуковая проводимость может оказаться недоступной (или наиболее удобной для модели), блок обеспечивает несколько эквивалентных параметризаций. Используйте выпадающий список Параметризация клапана (Valve parameterization), чтобы выбрать наилучшие параметры для имеющихся данных. Параметры:

Restriction area
Sonic conductance
Cv coefficient (USCS)
Kv coefficient (SI)

Параметризация отличается только требуемыми данными. Их расчеты массового расхода по-прежнему основаны на акустической проводимости. При выборе параметризации, отличной от Sonic conductanceзатем блок преобразует альтернативные данные - (вычисленную) площадь открытия или (заданный) коэффициент потока - в эквивалентную звуковую проводимость.

Коэффициенты расхода

Коэффициенты расхода измеряют ту же самую величину - расход через клапан при некоторой согласованной температуре и перепаде давления. Они отличаются только стандартными условиями, используемыми в их определении, и физическими единицами, используемыми в их выражении:

Cv измеряется при общепринятой температуре 60 ℉ и перепад давления 1 PSI; выражается в императорских единицах US gpm. Это коэффициент расхода, используемый в модели, если для параметра блока параметризации клапана задано значение Cv coefficient (USCS).
Kv измеряется при общепринятой температуре 15 ℃ и перепад давления 1 bar; он выражается в метрических единицах m³/h. Это коэффициент расхода, используемый в модели, если для параметра блока параметризации клапана задано значение Kv coefficient (SI).

Преобразования акустической проводимости

Если параметризация клапана установлена в Cv Coefficient (USCS)вычисляют звуковую проводимость в максимально закрытых и полностью открытых положениях клапана из коэффициента Cv (SI) при максимальном расходе и коэффициента Cv (SI) при параметрах блока потока утечки:

$C = (4^{\times}_{10} -^{} 8Cv) м3 /$ ( с Па),

где Cv - значение коэффициента расхода при максимальном расходе или расходе на утечку. Дозвуковой индекс m установлен в 0.5 и отношение критического давления, bcr, устанавливается в 0.3. (Они используются в расчетах массового расхода, приведенных в разделе Momentum Balance.)

Если Kv coefficient (SI) вместо этого используют параметризацию, вычисляют звуковую проводимость в тех же положениях клапана (максимально закрытом и полностью открытом) из коэффициента Kv (USCS) при максимальном расходе и коэффициента Kv (USCS) при параметрах блока потока утечки:

$C = ({4,758}^{\times}_{10} -^{} 8Kv) м3 /$ ( с Па),

где Kv - значение коэффициента расхода при максимальном расходе или расходе на утечку. Дозвуковой индекс m установлен в 0.5 и отношение критического давления, bcr, устанавливается в 0.3.

Для Restriction area параметризация, акустическая проводимость вычисляется (в тех же положениях клапана) на основе параметров блока Максимальная площадь открытия и Зона утечки:

$C = (0,128 \times 4S/π) L / (s$ бар),

где S - площадь отверстия при максимальном расходе или потоке утечки. Дозвуковой индекс m установлен в 0.5 в то время как отношение критического давления, bcr вычисляется из выражения:

${\frac{\overset{}{0,41 + 0,272} [p_{^} (_{SMax} -_{SLeak}}{)}}^{+}$ SLeakS] 0,25.

Баланс импульса

Причины тех потерь давления, которые возникают в проходах клапана, игнорируются в блоке. Независимо от их природы - внезапные изменения площади, контуры проходов - во время моделирования учитывается только их совокупный эффект. Предполагается, что этот эффект полностью отражает звуковую проводимость клапана (или данные альтернативных параметризаций клапана).

Массовый расход

Когда поток подавляется, массовый расход является функцией акустической проводимости клапана и термодинамических условий (давления и температуры), установленных на входе. Функция является линейной по отношению к давлению:

${\overset{}{}}_{}_{}_{} \sqrt{\frac{_{}}{_{m˙ch=Cρ0pinT0Tin}}},$

где:

C - звуковая проводимость внутри клапана. Его значение получается из одноименного параметра блока или путем преобразования других параметров блока (точный источник зависит от настройки параметризации клапана).
start- плотность газа, здесь при стандартных условиях (нижний индекс 0), полученного из параметра блока ссылочной плотности.
p - абсолютное давление газа, здесь соответствующее входу (in).
Т - температура газа на входе (in) или при стандартных условиях (0), последний получен из параметра эталонного температурного блока.

Когда поток является дозвуковым и, следовательно, больше не подавляется, массовый расход становится нелинейной функцией давления - как давления на входе, так и пониженного значения на выходе. В турбулентном режиме потока (с давлением на выходе, содержащимся в соотношении противодавления клапана) массовое выражение расхода составляет:

${\overset{}{}}_{}_{}_{} \sqrt{\frac{_{}}{_{}}} {m˙tur=Cρ0pinT0Tin[1- {\frac{(_{} pr_{−}}{_{bcr1}} -}^{}}^{} bcr$ ) 2] м,

где:

pr - отношение противодавления или отношение между давлением на выходе (pout) и давлением на входе (pin):

$_{Pr} \frac{=_{}}{_{}}$ poutpin
bcr - отношение критического давления, при котором поток подавляется. Его значение получается из одноименного параметра блока или путем преобразования других параметров блока (точный источник зависит от настройки параметризации клапана).
m - дозвуковой индекс, эмпирический коэффициент, используемый для более точной характеристики поведения дозвуковых потоков. Его значение получается из одноименного параметра блока или путем преобразования других параметров блока (точный источник зависит от настройки параметризации клапана).

Когда поток является ламинарным (и все еще дозвуковым), выражение массового расхода изменяется на:

${\overset{}{}}_{}_{}_{} \frac{_{}}{_{}} \sqrt{\frac{_{}}{_{}}} {m˙lam=Cρ0pin[1-pr1-blam]T0Tin[1- {\frac{(_{} blam_{−}}{_{bcr1}} -}^{}}^{}$ bcr) 2] м

где blam - критическое отношение давлений, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами (полученное из параметра блока отношения давлений ламинарного потока). Объединение выражений массового расхода в одну (кусочно) функцию дает:

$\overset{}{} \begin{array}{l} {\overset{}{}}_{} & _{}_{} \\ {\overset{}{}}_{} & _{}_{}_{} \\ {\overset{}{}}_{} & _{}_{m˙={m˙lam,blam≤pr<1m˙tur,bcr≤pr<plamm˙ch,pr<bCr} \end{array},$

при этом верхний ряд соответствует дозвуковому и ламинарному потоку, средний ряд - дозвуковому и турбулентному потоку, а нижний ряд - подавленному (и, следовательно, звуковому) потоку.

Массовый баланс

Предполагается, что объем жидкости внутри клапана и, следовательно, его масса очень малы, и для целей моделирования они игнорируются. В результате там не может накапливаться никакого количества газа. Таким образом, в соответствии с принципом сохранения массы массовый расход в клапан через одно отверстие должен быть равен расходу из клапана через другое отверстие:

${\overset{}{}}_{} {\overset{}{}}_{} m˙A+m˙B=0,$

где $\overset{m˙}{}$ определяется как массовый расход в клапан через порт A или B. Обратите внимание, что в этом блоке поток может достигать, но не превышать звуковых скоростей.

Энергетический баланс

Клапан моделируется как адиабатический компонент. Между газом и окружающей его стенкой не может происходить теплообмена. По мере прохождения газа от входа к выходу работы не выполняются. При этих допущениях энергия может течь только путем продвижения через порты A и B. По принципу сохранения энергии сумма потоков энергии порта должна всегда равняться нулю:

$_{/ A} {+/B}_{}$ = 0,

, где λ определяется как расход энергии в клапан через один из портов (A или B).

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` - Вход клапана
газ

Отверстие, через которое рабочая жидкость должна поступать в клапан.

`B` - Вход клапана
газ

Отверстие, через которое рабочая жидкость должна выходить из клапана.

Параметры

развернуть все

`Pressure control specification` - Выбор измерения давления для использования в качестве управляющего сигнала клапана
`Pressure differential` (по умолчанию) | `Pressure at port A`

Выбор измерения давления для использования в качестве управляющего сигнала клапана. Блок использует эту настройку, чтобы определить, когда клапан должен начать открываться. В настройках по умолчанию (Pressure differential), давление открытия клапана выражается как перепад давления от входа к выходу. В альтернативной настройке (Pressure at port A), оно выражается как абсолютное давление на входе.

`Cracking pressure differential` - Перепад давления от входа до выхода, необходимый для открытия клапана
`0.01 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

Минимальный перепад давления от входа к выходу, необходимый для открытия клапана. Это значение знаменует начало диапазона перепада давления клапана (по которому он постепенно открывается для увеличения расхода).

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если для параметра «Спецификация управления давлением» установлено значение Pressure differential.

`Maximum opening pressure differential` - Перепад давления, от входа к выходу, при котором клапан полностью открыт
`0.02 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

Перепад давления от входа до выхода, на котором клапан полностью открыт. Это значение указывает конец диапазона перепада давления клапана (в котором он постепенно открывается для увеличения расхода).

Зависимости

`Cracking pressure (gauge)` - Минимальное манометрическое давление на входе, необходимое для открытия клапана
`0.01 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

Минимальное манометрическое давление на входе (порт A), необходимое для открытия клапана. Это значение указывает начало диапазона давления клапана (в котором он постепенно открывается для увеличения расхода).

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если для параметра «Спецификация управления давлением» установлено значение Pressure at port A.

`Maximum opening pressure (gauge)` - Перепад давления, от входа к выходу, при котором клапан полностью открыт
`0.02 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

Зависимости

`Valve parameterization` - Метод, с помощью которого можно охарактеризовать открытие клапана
`Sonic conductance` (по умолчанию) | `Cv coefficient (USCS)` | `Kv coefficient (SI)` | `Restriction area`

Выбор метода ISO для использования при расчете массового расхода. Все расчеты основаны на параметризации проводимости Соника; если выбрана другая опция, данные, указанные в, преобразуются в эквивалентную звуковую проводимость, коэффициент критического давления и дозвуковой индекс. Дополнительные сведения о преобразовании см. в описании блока.

Этот параметр определяет, какие измерения открытия клапана необходимо указать, и, следовательно, какие из этих измерений отображаются как параметры в диалоговом окне блока.

`Sonic conductance at maximum flow` - Измерение максимального расхода при исходных условиях выше по течению
`1.6 l/s/bar` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах объема/времени/давления

Эквивалентная мера максимального расхода, допускаемого через клапан при некоторых исходных условиях на входе, как правило, указанных в ISO 8778. Поток находится на максимуме, когда клапан полностью открыт и скорость потока подавлена (он насыщен при локальной скорости звука). Это значение, как правило, указывается изготовителями в листах технических данных.

Звуковая проводимость определяется как отношение массового расхода через клапан к произведению давления и плотности перед входом клапана. Этот параметр часто упоминается в литературе как С-значение.

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если установлен параметр «Параметризация клапана» Sonic conductance.

`Sonic conductance at leakage flow` - Измерение минимального расхода при исходных условиях выше по течению
`1e-5 l/s/bar` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах объема/времени/давления

Эквивалентная мера минимального расхода, допускаемого через клапан при некоторых исходных условиях на входе, как правило, указанных в ISO 8778. Поток находится на минимуме, когда клапан максимально закрыт, и между его отверстиями остается лишь небольшая область утечки - например, из-за несовершенства уплотнения или естественных допусков клапана.

Этот параметр служит главным образом для обеспечения того, чтобы закрытие клапана не приводило к изоляции частей газовой сети (состояние, которое, как известно, вызывает проблемы при моделировании). Точное значение, указанное здесь, менее важно, чтобы оно было (очень маленьким) числом больше нуля.

Зависимости

`Critical pressure ratio` - Коэффициент противодавления при исходных условиях выше по течению, при которых расход является максимальным
`0.3` (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

Отношение абсолютного давления ниже по потоку к абсолютному давлению выше по потоку, при котором поток подавляется (и его скорость насыщается при локальной скорости звука). Этот параметр часто упоминается в литературе как b-значение. Введите число, большее или равное нулю и меньшее, чем параметр блока отношения ламинарного расхода к давлению.

Зависимости

`Subsonic index` - Показатель, используемый для более точной характеристики потока в дозвуковом режиме
`0.5` (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

Эмпирическая экспонента, используемая для более точного вычисления массового расхода через клапан, когда расход является дозвуковым. Этот параметр иногда называют m-индексом. Его значение приблизительно 0.5 для клапанов (и других компонентов), пути потока которых зафиксированы.

Зависимости

`Cv coefficient (USCS) at maximum flow` - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в стандартных единицах измерения США
`0.4` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах ft ^ 3/min

Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в стандартных единицах США ft³/min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда приводится в действие данным перепадом давления. Это значение, как правило, указывается изготовителями в листах технических данных.

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если установлен параметр «Параметризация клапана» Cv coefficient (USCS).

`Cv coefficient (USCS) at leakage flow` - Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в стандартных единицах измерения США
`1e-6` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах ft ^ 3/min

Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в стандартных единицах США ft³/min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда приводится в действие данным перепадом давления.

Целью этого параметра является прежде всего обеспечение того, чтобы закрытие клапана не приводило к изоляции участков газовой сети (состояние, которое, как известно, вызывает проблемы при моделировании). Точное значение, указанное здесь, менее важно, чтобы оно было (очень маленьким) числом больше нуля.

Зависимости

`Kv coefficient (SI) at maximum flow` - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в единицах СИ
`0.3` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах м ^ 3/ч

Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в единицах СИ m^3/hr. Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда приводится в действие данным перепадом давления. Это значение, как правило, указывается изготовителями в листах технических данных.

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если установлен параметр «Параметризация клапана» Kv coefficient (SI).

`Kv coefficient (SI) at leakage flow` - Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в единицах СИ
`1e-6` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах м ^ 3/ч

Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в единицах СИ m^3/hr. Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда приводится в действие данным перепадом давления.

Зависимости

`Maximum opening area` - Открытие зоны в полностью открытом положении из-за дефектов уплотнения
`1e-4 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах площади

Зона открытия клапана в полностью открытом положении, когда клапан находится на верхнем пределе диапазона регулирования давления. Блок использует этот параметр для масштабирования выбранной меры открытия клапана - например, звуковой проводимости или коэффициента расхода CV - во всем диапазоне регулирования давления.

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если установлен параметр «Параметризация клапана» Restriction area.

`Leakage area` - Открытие зоны в максимально закрытом положении из-за дефектов уплотнения
`1e-12 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах площади

Площадь открытия клапана в максимально закрытом положении, когда сохраняется только внутренняя утечка между окнами. Этот параметр служит главным образом для обеспечения того, чтобы закрытие клапана не приводило к изоляции частей газовой сети (состояние, которое, как известно, вызывает проблемы при моделировании). Точное значение, указанное здесь, менее важно, чтобы оно было (очень маленьким) числом больше нуля.

Зависимости

`Cross-sectional area at ports A and B` - Область по нормали к тракту потока в клапанных окнах
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах площади

Область по нормали к тракту потока в окнах клапана. Предполагается, что порты имеют одинаковый размер. Указанная здесь площадь потока в идеале должна совпадать с площадью входных отверстий соседних компонентов.

`Laminar flow pressure ratio` - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным
`0.999` (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами потока. Отношение давления представляет собой долю абсолютного давления ниже по потоку от клапана по потоку непосредственно перед клапаном. Поток ламинарен, когда фактическое отношение давлений выше указанного здесь порога, и турбулентен, когда он ниже. Типичные значения варьируются от 0.995 кому 0.999.

`Reference temperature` - эталонная температура ISO 8778
`293.15 K` (по умолчанию) | скаляр в единицах измерения температуры

Температура в стандартной эталонной атмосфере, определяемая в ISO 8778 как 293,15 К.

`Reference density` - эталонная плотность ISO 8778
`1.185` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах массы/объема

Плотность при стандартной эталонной атмосфере, определенная в ISO 8778 как 1,185 кг/м3.

`Smoothing factor` - степень сглаживания, применяемая к функции зоны открытия клапана;
`0` (по умолчанию)

Степень сглаживания, применяемая к функции зоны открытия клапана. Этот параметр определяет ширину сглаживаемых областей - одна расположена в полностью открытом положении, другая - в полностью закрытом положении.

Сглаживание накладывает на каждую область открытой области функцию нелинейного сегмента (полиномиальную функцию третьего порядка, из которой возникает сглаживание). Чем больше указанное здесь значение, тем больше сглаживание и шире становятся нелинейные сегменты.

При значении по умолчанию 0, сглаживание не применяется. Затем при переходе в максимально закрытое и полностью открытое положение возникают разрывы (связанные с пересечениями нуля), которые имеют тенденцию замедлять скорость моделирования.

Примеры модели

Антагонистический мышечный привод МакКиббена

Эта демонстрация показывает мышечную активацию, основанную на двух воздушных мышечных приводах (или искусственных мышцах Маккиббена) в антагонистической связи. Приводы воздушных мышц соединены с противоположными сторонами рычага. Четырехходовой направленный клапан управляется электромеханическим приводом клапана. При четырехстороннем направлении, когда тракт P-A высокого давления и возвратная линия B-T открыты, исполнительный механизм верхней воздушной мышцы сжимается и заставляет исполнительный механизм нижней воздушной мышцы на противоположной стороне выдвигаться. Аналогично, когда канал P-B высокого давления и возвратная линия A-T открываются, привод нижней воздушной мышцы начинает сжиматься и заставляет привод верхней воздушной мышцы расширяться. Колебательные движения мышц преобразуются в угловое вращение выходной нагрузки, соединенной с механической связью, смоделированной ползунами-кривошипами.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Обратный клапан с пилотным управлением (G) | Регулируемая диафрагма ISO 6358 (G)

Представлен в R2018b

Документация

Обратный клапан (G)

Описание

Контроль и другие давления

Превышение контрольного давления

Звуковая проводимость

Баланс импульса

Массовый баланс

Энергетический баланс

Порты

Сохранение

A - Вход клапана газ

B - Вход клапана газ

Параметры

Pressure control specification - Выбор измерения давления для использования в качестве управляющего сигнала клапана Pressure differential (по умолчанию) | Pressure at port A

Cracking pressure differential - Перепад давления от входа до выхода, необходимый для открытия клапана 0.01 MPa (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

Зависимости

Maximum opening pressure differential - Перепад давления, от входа к выходу, при котором клапан полностью открыт 0.02 MPa (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

Зависимости

Cracking pressure (gauge) - Минимальное манометрическое давление на входе, необходимое для открытия клапана 0.01 MPa (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

Зависимости

Maximum opening pressure (gauge) - Перепад давления, от входа к выходу, при котором клапан полностью открыт 0.02 MPa (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

Зависимости

Valve parameterization - Метод, с помощью которого можно охарактеризовать открытие клапана Sonic conductance (по умолчанию) | Cv coefficient (USCS) | Kv coefficient (SI) | Restriction area

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Subsonic index - Показатель, используемый для более точной характеристики потока в дозвуковом режиме 0.5 (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Kv coefficient (SI) at maximum flow - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в единицах СИ 0.3 (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах м ^ 3/ч

Зависимости

Kv coefficient (SI) at leakage flow - Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в единицах СИ 1e-6 (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах м ^ 3/ч

Зависимости

Maximum opening area - Открытие зоны в полностью открытом положении из-за дефектов уплотнения 1e-4 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах площади

Зависимости

Leakage area - Открытие зоны в максимально закрытом положении из-за дефектов уплотнения 1e-12 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах площади

Зависимости

Cross-sectional area at ports A and B - Область по нормали к тракту потока в клапанных окнах 0.01 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах площади

Laminar flow pressure ratio - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным 0.999 (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

Reference temperature - эталонная температура ISO 8778 293.15 K (по умолчанию) | скаляр в единицах измерения температуры

Reference density - эталонная плотность ISO 8778 1.185 (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах массы/объема

Smoothing factor - степень сглаживания, применяемая к функции зоны открытия клапана; 0 (по умолчанию)

Примеры модели

Антагонистический мышечный привод МакКиббена

Расширенные возможности

Создание кода C/C + + Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

См. также

Документация по жидкостям Simscape

Поддержка

`A` - Вход клапана
газ

`B` - Вход клапана
газ

`Pressure control specification` - Выбор измерения давления для использования в качестве управляющего сигнала клапана
`Pressure differential` (по умолчанию) | `Pressure at port A`

`Cracking pressure differential` - Перепад давления от входа до выхода, необходимый для открытия клапана
`0.01 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

`Maximum opening pressure differential` - Перепад давления, от входа к выходу, при котором клапан полностью открыт
`0.02 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

`Cracking pressure (gauge)` - Минимальное манометрическое давление на входе, необходимое для открытия клапана
`0.01 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

`Maximum opening pressure (gauge)` - Перепад давления, от входа к выходу, при котором клапан полностью открыт
`0.02 MPa` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах давления

`Valve parameterization` - Метод, с помощью которого можно охарактеризовать открытие клапана
`Sonic conductance` (по умолчанию) | `Cv coefficient (USCS)` | `Kv coefficient (SI)` | `Restriction area`

`Subsonic index` - Показатель, используемый для более точной характеристики потока в дозвуковом режиме
`0.5` (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

`Kv coefficient (SI) at maximum flow` - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в единицах СИ
`0.3` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах м ^ 3/ч

`Kv coefficient (SI) at leakage flow` - Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в единицах СИ
`1e-6` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах м ^ 3/ч

`Maximum opening area` - Открытие зоны в полностью открытом положении из-за дефектов уплотнения
`1e-4 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах площади

`Leakage area` - Открытие зоны в максимально закрытом положении из-за дефектов уплотнения
`1e-12 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах площади

`Cross-sectional area at ports A and B` - Область по нормали к тракту потока в клапанных окнах
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах площади

`Laminar flow pressure ratio` - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным
`0.999` (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

`Reference temperature` - эталонная температура ISO 8778
`293.15 K` (по умолчанию) | скаляр в единицах измерения температуры

`Reference density` - эталонная плотность ISO 8778
`1.185` (по умолчанию) | положительный скаляр в единицах массы/объема

`Smoothing factor` - степень сглаживания, применяемая к функции зоны открытия клапана;
`0` (по умолчанию)

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™