Клапан регулирования расхода, приводимый в действие поперечным движением кольцевого затвора
Simscape/Жидкости/Термическая жидкость/Клапаны и диафрагмы/Клапаны регулирования расхода
Блок задвижки (TL) представляет собой клапан регулирования потока с кольцевым отверстием и кольцевым затвором. Затвор движется в направлении, ортогональном потоку текучей среды. Отверстие и затвор равны по диаметру. На рисунке показана схема задвижки в трех различных положениях - закрытом, частично открытом и полностью открытом.
Задвижка в различных положениях
Функция сглаживания позволяет плавно изменять площадь открытия клапана между полностью закрытым и полностью открытым положениями. Функция сглаживания делает это, удаляя резкие изменения площади открытия в нулевом и максимальном положениях шара. На рисунке показано влияние сглаживания на кривую площади открытия клапана.
Сглаживание кривой в области проема
Блок вычисляет площадь открытия клапана непосредственно по параметрам геометрии клапана с помощью выражения
ACovered,
где:
A - площадь открытия клапана.
d0 - диаметр отверстия клапана.
ACovered - часть площади отверстия клапана, перекрываемая затвором:
− (Δl) 2
Δl - чистое смещение центра затвора относительно центра диафрагмы.
x0 + S), Else,
x0 - смещение смещения литника, указанное в диалоговом окне блока.
Sd - смещение затвора, заданное через порт S. ввода физического сигнала.
Выражения открытия клапана создают нежелательные разрывы в полностью открытом и полностью закрытом положениях. Блок устраняет эти разрывы, используя полиномиальные выражения, которые сглаживают переходы в полностью открытые и полностью закрытые положения и из них. Выражения сглаживания клапана:
2Δl пр L3
и
2Δl пр R3
где:
ΔlΔlsmooth
и
− Δlsmooth).
В уравнениях:
λ L - сглаживающее выражение для полностью закрытой части кривой открытия клапана.
λ R - сглаживающее выражение, применяемое к полностью открытой части кривой открытия клапана.
Δlsmooth - сглаживающая область смещения затвора:
fsmootd02,
где fsmooth - коэффициент сглаживания от 0 до 1.
Сглаженная площадь открытия клапана задается кусочно-условным выражением
λR,Δl<d0SLeak+SMax,Δl≥d0,
где:
SR - сглаженная зона открытия клапана.
SLeak - зона утечки клапана.
SMax - максимальная площадь открытия клапана:
¼ d024.
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.
Уравнение сохранения импульса в клапане
PRLoss,
где:
pA и pB - давления в порту A и порту B.
- массовый расход.
- критический массовый расход:
δ Avg - средняя плотность жидкости.
Cd - коэффициент разряда.
S - площадь впуска клапана.
PRLoss - отношение давлений:
1 − Cd2) + Cd (SR/S).
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
Диаметр проточной части клапана в полностью открытом положении. Значение по умолчанию: 7e-3 м.
Смещение литника от нулевой позиции. Мгновенное смещение затвора - это сумма смещения затвора и входного сигнала S. Значение по умолчанию: 0 м.
Агрегатная площадь всех утечек жидкости в клапане. Зона утечки помогает предотвратить численные проблемы из-за изолированных участков сети текучей среды. Для численной надежности задайте для этого параметра ненулевое значение. Значение по умолчанию: 1e-12.
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 потока на входе в клапан. Входы принимаются равными по размеру. Значение по умолчанию: 0.01 м ^ 2.
Примерная длина клапана. Этот параметр обеспечивает измерение продольного масштаба клапана. Значение по умолчанию: 0.1 м ^ 2.
Полуэмпирический параметр, обычно используемый в качестве показателя рабочих характеристик клапана. Коэффициент нагнетания определяется как отношение фактического массового расхода через клапан к его теоретическому значению.
Блок использует этот параметр для учета влияния геометрии клапана на массовый расход. Учебники и паспорта клапанов являются общими источниками значений коэффициентов нагнетания. По определению, все значения должны быть больше 0 и меньше 1. Значение по умолчанию: 0.7.
Число Рейнольдса, соответствующее переходу между ламинарным и турбулентным режимами потока. Поток через клапан принимается ламинарным ниже этого значения и турбулентным над ним. Используемые значения зависят от конкретной геометрии клапана. Значение по умолчанию: 12.
Массовый расход в компонент через порт A в начале моделирования. Значение по умолчанию: 1 kg/s.