Гидравлический двухпутный делитель-объединитель потока
Клапаны регулирования расхода
Блок Flow Diviser-Combiner моделирует гидравлический клапан, который разделяет входящий поток через порт P (прямой поток) между двумя выходами, а также поддерживает определенную пропорцию между возвратными потоками через порты A и B в общем расходе через порт P. Другими словами, клапан работает в двух отличительных режимах: делитель потока для прямого потока и объединитель потока для обратного потока.
На рисунке показана схема клапана делителя-сумматора потока: a) в режиме делителя и b) в режиме сумматора.
Клапан работает как разделитель потока, когда текучая среда перекачивается через отверстие P в отверстия A и B (схематический рисунок a). В этом режиме жидкость проходит через неподвижные отверстия в поршнях 2 и 5 и через переменные отверстия, образованные круглыми отверстиями в поршнях и корпусе. Перепад давления между поршнями перемещает их друг от друга пропорционально участкам поршня и силам пружины 1 и 6. Подпружиненные поршни и соответствующие регулируемые отверстия работают как редукционные клапаны, поддерживающие постоянный перепад давления на неподвижных отверстиях и, таким образом, поддерживающие скорость потока через них практически постоянной. Клапан разделителя-объединителя потока по существу представляет собой комбинацию двух клапанов регулирования потока с компенсацией давления, работающих параллельно.
Для обратных потоков (схематический рисунок b) разность давлений между поршнями прижимает их друг к другу до тех пор, пока зазор в жестком упоре не будет устранен. Поршни оседают в положении, в котором перепады давления через неподвижные отверстия равны, тем самым поддерживая равные скорости потока через патрубки.
Модель разделителя-объединителя потока использует фиксированную диафрагму, диафрагму с круглыми отверстиями переменной площади, гидроцилиндр двойного действия (простой), блок поступательного жесткого останова, поступательную пружину и блок поступательного демпфера, как показано на блок-схеме.
В таблице поясняется назначение каждого компонента модели.
| Имя в блок-схеме | Назначение (номера относятся к схеме клапана) | Имя в файле фактического компонента |
|---|---|---|
| Фиксированная диафрагма A | Неподвижное отверстие в поршне 5 | fixed_orifice_A |
| Фиксированная диафрагма B | Неподвижное отверстие в поршне 2 | fixed_orifice_B |
| Поршень А | Поршень 5 | piston_A |
| Поршень B | Поршень 2 | piston_B |
| Жесткая остановка A-B | Жесткий упор между поршнями 2 и 5 | hard_stop_A_B |
| Весна А | Пружина 6 | spring_A |
| Пружина A-B | Пружина 4 | spring_A_B |
| Весна B | Пружина 1 | spring_B |
| Демпфер A | Демпфирование пружины 6 | damper_A |
| Демпфер A-B | Демпфирование пружины 4 | damper_A_B |
| Демпфер B | Демпфирование пружины 1 | damper_B |
| Диафрагма с круглыми отверстиями А переменной площади | Переменное отверстие, образованное круглыми отверстиями в поршне 5 и корпусе | variable_orifice_A |
| Диафрагма с круглыми отверстиями B переменной площади | Переменное отверстие, образованное круглыми отверстиями в поршне 2 и корпусе | variable_orifice_B |
| Идеальный датчик поступательного движения A | Измеряет смещение поршня 5 и экспортирует измерения в отверстие с переменной площадью круглых отверстий A | sensor_A |
| Идеальный датчик поступательного движения B | Измеряет смещение поршня 2 и экспортирует измерения в отверстие с переменной площадью круглых отверстий B | sensor_B |
Ориентации блоков в модели объясняются разделом структуры базового файла компонента, воспроизведенным ниже:
connections
connect(P, fixed_orifice_A.A, fixed_orifice_B.A, piston_A.B, piston_B.B);
connect(fixed_orifice_A.B, piston_A.A, variable_orifice_A.A);
connect(fixed_orifice_B.B, piston_B.A, variable_orifice_B.A);
connect(B, variable_orifice_B.B);
connect(A, variable_orifice_A.B);
connect(reference.V, piston_A.C, spring_A.C, damper_A.C, sensor_A.C, ...
piston_B.C, spring_B.C, damper_B.C, sensor_B.C);
connect(piston_A.R, spring_A.R, hard_stop_A_B.C, spring_A_B.C, ...
damper_A.R, damper_A_B.R, sensor_A.R);
connect(piston_B.R, spring_B.R, hard_stop_A_B.R, spring_A_B.R, ...
damper_B.R, damper_A_B.C, sensor_B.R);
connect(sensor_A.P, variable_orifice_A.S);
connect(sensor_B.P, variable_orifice_B.S);
endБлок не учитывает инерцию, трение и гидравлические силы. Дополнительные допущения и ограничения см. на справочных страницах базовых блоков элементов.
Площадь поперечного сечения неподвижного отверстия в поршне 5 (путь Р-А). Значение по умолчанию: 1.5e-5 м ^ 2.
Площадь поперечного сечения неподвижного отверстия в поршне 2 (путь P-B). Значение по умолчанию: 1.5e-5 м ^ 2.
Полуэмпирический коэффициент для характеристики емкости фиксированной диафрагмы. Значение зависит от геометрических свойств диафрагмы и обычно указывается в учебниках или листах технических данных производителя. Значение по умолчанию: 0.7.
Выберите способ перехода блока между ламинарным и турбулентным режимами для фиксированных отверстий:
Pressure ratio - Переход от ламинарного режима к турбулентному является плавным и зависит от значения параметра Фиксированное отношение ламинарного потока. Этот метод обеспечивает лучшую надежность моделирования.
Reynolds number - Предполагается, что переход от ламинарного режима к турбулентному происходит, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром фиксированного критического числа Рейнольдса.
Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами. Значение по умолчанию: 0.999. Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Спецификация ламинарного перехода фиксированного отверстия установлено значение Pressure ratio.
Максимальное число Рейнольдса для ламинарного потока в фиксированных отверстиях. Предполагается, что переход от ламинарного режима к турбулентному происходит, когда число Рейнольдса достигает этого значения. Значение по умолчанию: 10. Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра Спецификация ламинарного перехода фиксированного отверстия установлено значение Reynolds number.
Площадь поверхности поршня А (поршня 5). Значение по умолчанию: 2e-4 м ^ 2.
Полный ход поршня A. Значение по умолчанию: 5 мм.
Начальное расширение поршня A. Значение по умолчанию: 0 м.
Площадь поверхности поршня B (поршень 2). Значение по умолчанию: 2e-4 м ^ 2.
Полный ход поршня B. Значение по умолчанию: 5 мм.
Начальное расширение поршня B. Значение по умолчанию: 0 м.
Свойство проникновения столкнувшихся тел в нижележащие блоки цилиндров, которое предполагается абсолютно пластичным. Значение по умолчанию: 1e12 s * Н/м ^ 2.
Скорость пружины A (пружина 6). Значение по умолчанию: 1e3 Н/м.
Этот параметр задает начальное высокоприоритетное целевое значение для переменной «Деформация» в нижележащем блоке «Пружина А». Дополнительные сведения см. в разделе Приоритет переменной для инициализации модели. Значение по умолчанию: 0.1 м.
Коэффициент демпфирования демпфера А (демпфирование пружины 6). Значение по умолчанию: 150 Н/( м/с).
Скорость пружины B (пружина 1). Значение по умолчанию: 1e3 Н/м.
Этот параметр задает начальное высокоприоритетное целевое значение для переменной «Деформация» в нижележащем блоке «Пружина B». Дополнительные сведения см. в разделе Приоритет переменной для инициализации модели. Значение по умолчанию: -0.1 м.
Коэффициент демпфирования демпфера B (демпфирование пружины 1). Значение по умолчанию: 150 Н/( м/с).
Скорость пружины A-B (пружина 4). Значение по умолчанию: 1e3 Н/м.
Этот параметр задает начальное высокоприоритетное целевое значение для переменной «Деформация» в нижележащем блоке «Пружина A-B». Дополнительные сведения см. в разделе Приоритет переменной для инициализации модели. Значение по умолчанию: 0.1 м.
Коэффициент демпфирования демпфера A-B (демпфирование пружины 4). Значение по умолчанию: 150 Н/( м/с).
Диаметр отверстий в нижележащей диафрагме с круглыми отверстиями переменной площади A-блок. Значение по умолчанию: 0.0025 м.
Диаметр отверстий в нижележащей диафрагме с блоком В круглых отверстий переменной площади. Значение по умолчанию: 0.0025 м.
Количество отверстий в каждой диафрагме с блоками круглых отверстий переменной площади. Значение по умолчанию: 4.
Полуэмпирический параметр, определяющий пропускную способность диафрагмы с блоками круглых отверстий переменной площади. Значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно указывается в учебниках или листах технических данных изготовителя. Значение по умолчанию: 0.7.
Начальное отверстие в нижележащей диафрагме с круглыми отверстиями переменной площади А. Значение параметра может быть положительным (подстилаемое отверстие), отрицательным (перекрывающееся отверстие) или равным нулю для конфигурации с нулевым перекрытием. Значение по умолчанию: 0.0025 m, что соответствует положению поршня 5 на схематическом чертеже клапана.
Начальное отверстие в нижележащей диафрагме с блоком B круглых отверстий переменной площади. Значение параметра может быть положительным (подстилаемое отверстие), отрицательным (перекрывающееся отверстие) или равным нулю для конфигурации с нулевым перекрытием. Значение по умолчанию: -0.0025 m, что соответствует положению поршня 2 на схематическом чертеже клапана.
Выберите способ перехода блока между ламинарным и турбулентным режимами для переменных диафрагм:
Pressure ratio - Переход от ламинарного режима к турбулентному является плавным и зависит от значения параметра отношения давления ламинарного потока переменной диафрагмы. Этот метод обеспечивает лучшую надежность моделирования.
Reynolds number - Предполагается, что переход от ламинарного режима к турбулентному происходит, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром критического числа Рейнольдса переменной диафрагмы.
Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами. Значение по умолчанию: 0.999. Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра спецификации ламинарного перехода переменной диафрагмы установлено значение Pressure ratio.
Максимальное число Рейнольдса для ламинарного потока через переменные отверстия. Предполагается, что переход от ламинарного режима к турбулентному происходит, когда число Рейнольдса достигает этого значения. Значение по умолчанию: 10. Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра спецификации ламинарного перехода переменной диафрагмы установлено значение Reynolds number
Общая площадь возможных утечек в каждом регулируемом отверстии, когда оно полностью закрыто. Основное назначение параметра состоит в поддержании числовой целостности схемы путем предотвращения изоляции части системы после полного закрытия отверстия. Значение параметра должно быть больше 0. Значение по умолчанию: 1e-9 м ^ 2.
Зазор между ползуном и верхней границей в нижележащем блоке жесткого останова. Значение по умолчанию: 5.1 мм.
Зазор между ползуном и нижней границей в нижележащем блоке жесткого останова. Значение по умолчанию: 1 мм.
Упругость столкнувшихся тел в жестком упоре. Значение по умолчанию: 1e8 Н/м.
Рассеивающее свойство столкнувшихся тел в жесткой остановке. Значение по умолчанию: 150 Н/( м/с).
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Плотность жидкости
Кинематическая вязкость жидкости
Для задания свойств жидкости используйте блок «Гидравлическая жидкость» или блок «Пользовательская гидравлическая жидкость».
Блок имеет следующие порты:
PОтверстие гидравлической экономии, связанное с входным отверстием P.
AОтверстие гидравлической экономии, связанное с выходным отверстием А.
BПорт гидравлической экономии, связанный с выходным каналом B.
Гидроцилиндр двойного действия (простой) | Фиксированная диафрагма | Делитель потока | Диафрагма с круглыми отверстиями переменной площади | Поступательный демпфер | Жесткая остановка трансляций | Поступательная пружина