exponenta event banner

Уравновешивающий клапан (IL)

Клапан регулирования высокого давления в системе изотермической жидкости

  • Библиотека:
  • Simscape/Жидкости/Изотермическая жидкость/Клапаны и диафрагмы/Клапаны регулирования расхода

  • Counterbalance Valve (IL) block

Описание

Блок противовесного клапана (ИЛ) моделирует нормально закрытый клапан регулирования давления в изотермической жидкостной сети. Противовесный клапан обычно используется, когда ожидаются события высокого давления или когда требуется управляемая манипуляция при высоком давлении, такая как гидравлическая перегрузка или снижение подвешенных нагрузок. Клапан функционирует в условиях баланса сил между пружиной и давлением подпора в отверстии B и давлением нагрузки в отверстии L. Когда контролируемая линия давления, давление запального устройства в отверстии P превышает давление в отверстии B, клапан начинает открываться.

Отсутствует поток между портами B и P или между портами L и P.

Открытие клапана

Уравновешивающий клапан работает при балансе усилия:

ppilotApilot + ploadAload = pbackAback + Fset,

где:

  • ppilot - давление в порту P.

  • pload - давление в порту L.

  • pback - давление в порту B.

  • Fset - это накопленное усилие, обусловленное пружиной и предварительной нагрузкой в порту B.

Зоны портов Apilot, Aload и Aback задаются соотношением Pilot:

Rpilot = ApilotAload,

и отношение противодавления:

Rback = AbackAload.

Отношение 4:1 или 3:1 является типичным для противовесных клапанов.

Заданное усилие Fset представляет собой предварительное нагружение пружины и усилие пружины в отверстии B, которые характеризуются как установленный перепад давления, pset:

Fset = psetAload.

Открытие параметризации

Линейная параметризация площади клапана для нормально открытых клапанов:

Avalve = p ^ (Aleak Amax) + Amax,

и для нормально закрытых клапанов:

Avalve = p ^ (Амакс Алеак) + Алеак.

Нормализованное давление регулирующего компенсатора, p ^, составляет :

p ^ = (pload + ppilotRpilot pbackRback) pset (pmax − pset),

где:

  • pset - установленный перепад давления.

  • pmax - максимальный перепад давления открытия.

Нормированное давление обратного клапана:

p ^ = pcrackingpmax pcracking.

где:

  • pcracking - перепад давления крекинга.

  • pmax - перепад давления максимального открытия обратного клапана.

В крайних пределах диапазона давления регулирующего и обратного клапанов можно поддерживать численную устойчивость при моделировании, регулируя коэффициент сглаживания блока. При ненулевом коэффициенте сглаживания функция сглаживания применяется к каждому расчетному давлению, но в первую очередь влияет на моделирование в крайних пределах этих диапазонов.

Если коэффициент сглаживания s равен ненулевому значению, то вместо этого к области клапана применяется сглаженное нормализованное давление:

p ^ сглаженный = 12 + 12p ^ 2 + (s4) 2 12 (p ^ − 1) 2 + (s4) 2,

В Tabulated data параметризация, сглаженное нормализованное давление также используется, когда коэффициент сглаживания ненулевой с линейной интерполяцией и ближайшей экстраполяцией.

Порты

Сохранение

развернуть все

Загрузочный порт и выходной канал для жидкости от клапана.

Отверстие противодавления и отверстие подвода жидкости к клапану.

Управляющий или пилотный напорный порт. Когда комбинированное давление при P и B превышает давление подпора и пружины, обратный клапан между отверстиями B и L открывается.

Параметры

развернуть все

Параметризация модели

Способ моделирования открытия клапана. Отверстие либо параметризуется линейно, что коррелирует площадь отверстия с ходом открытия управляющего элемента, посредством предоставленных пользователем данных, которые коррелируют площадь открытия клапана с перепадом давления по клапану.

Вклад давления сжатой пружины перед работой клапана.

Максимальное давление клапана компенсатора.

Максимальная открытая площадь диафрагмы в линии нагрузки. Внутри это отверстие соединено параллельно с обратным клапаном линии нагрузки. Отверстие и обратный клапан могут иметь различные площади поперечного сечения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию клапана в значение Linear.

Сумма всех зазоров, когда клапан находится в полностью закрытом положении. Любая область, меньшая этого значения, насыщается указанной областью утечки. Это способствует цифровой стабильности за счет поддержания непрерывности потока.

Вектор зон открытия клапана для табличной параметризации зоны открытия клапана. Векторные элементы должны соответствовать одному к одному элементам в параметре дифференциального вектора давления. Элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию клапана в значение Tabulated data - Area vs. control member travel.

Вектор значений перепада давления для табличной параметризации зоны открытия клапана. Векторные элементы должны соответствовать элементам в параметре Opening area. Элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию клапана в значение Tabulated data.

Отношение площади пилотного порта к площади загрузочного порта.

Отношение площади порта обратного давления к площади порта нагрузки.

Поправочный коэффициент, учитывающий потери при сбросе в теоретических потоках.

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока через клапан.

Учитывать ли переходные воздействия на текучую систему из-за открытия клапана. Установка для динамики открытия значения On аппроксимирует условия открытия введением запаздывания первого порядка в ответ на давление. Постоянная времени открытия также влияет на смоделированную динамику открытия.

Коэффициент непрерывного сглаживания, который вносит слой постепенного изменения в реакцию потока, когда клапан находится в почти открытом или почти закрытом положении. Установите для этого значения ненулевое значение меньше единицы, чтобы повысить стабильность моделирования в этих режимах.

Константа, фиксирующая время, необходимое для достижения текучей средой стационарных условий при открытии или закрытии клапана из одного положения в другое. Этот параметр влияет на смоделированную динамику открытия.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите для параметра Динамика открытия значение On.

Обратный клапан

Величина перепада давления, запускающая открытие клапана.

Максимальное давление клапана. Это значение ограничивает давление на выходе клапана для сохранения физических значений во время моделирования.

Максимальная открытая площадь обратного клапана в линии нагрузки. Внутри этот обратный клапан соединен параллельно с отверстием линии нагрузки. Диафрагма и обратный клапан могут иметь различные площади.

Представлен в R2020a