Регулирующий клапан с компенсацией давления (IL)

Управление потоком с регулированием давления в системе изотермической жидкости

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

Описание

Блок клапана управления потоком с компенсацией давления (IL) обеспечивает управление потоком при постоянном давлении через блок диафрагмы (IL) через последовательно соединенный клапан компенсатора давления (IL). Когда контрольное давление на диафрагме, pA - pB, соответствует или превышает установленный перепад давления диафрагмы, редукционный клапан в компоненте компенсатора давления начинает закрываться, что поддерживает давление в диафрагме. Для систем с выражением или переназначением жидкости к другой части системы, посмотрите Компенсированный Давлению Клапан контроля потока С 3 путями (IL) блок.

Управление открытием и закрытием клапана осуществляется по физическому сигналу, принятому в канале S. Положительный сигнал открывает клапан.

Схема регулирующего клапана

Сглаженная по числу площадь и давление

В крайних точках области диафрагмы и диапазона давления клапана можно поддерживать численную устойчивость при моделировании, регулируя коэффициент сглаживания блока. Функция сглаживания применяется ко всем вычисленным площадям и давлениям, но в первую очередь влияет на моделирование в крайних пределах этих диапазонов.

Нормированная площадь диафрагмы рассчитывается как:

$\overset{}{А}^\frac{= (_{А -}}{_{Алеак)} (_{Амакс}} -$ Алеак).

где:

_Алеак - зона утечки.
_Amax - максимальная площадь отверстия подушки.

Коэффициент сглаживания f применяется к нормализованной области:

${\overset{}{A}}_{^} \frac{сглаженный}{} = \frac{}{} \sqrt{{\overset{}{12}}_{}^{+} {\frac{}{12A}}^{^}} \frac{2}{} \sqrt{{+ \overset{(}{} f4)}^{} 2 {\frac{-}{}}^{12}}$ (A ^ − 1) 2 + (f4) 2.

Сглаженная площадь отверстия:

$_{Asmoothed} {\overset{}{=}}_{A^}_{сглаженный} (_{Amax} -_{Aleak})$ + Aleak.

Аналогичным образом нормированное давление клапана составляет:

$\overset{}{p}^\frac{= (_{p -}}{_{pset)} (_{} pmax}$ − pset).

где:

_pset - установленный перепад давления в диафрагме.
_pmax - сумма заданного перепада давления в диафрагме и диапазона регулирования клапана компенсатора давления.

Сглаживание, применяемое к нормализованному давлению:

${\overset{}{p}}_{^} \frac{сглаженный}{} = \frac{}{} \sqrt{{\overset{}{12}}_{}^{+} {\frac{}{12p}}^{^}} \frac{2}{} \sqrt{{+ \overset{(}{} f4)}^{} 2 {\frac{-}{}}^{12}}$ (p ^ − 1) 2 + (f4) 2,

и сглаженное давление составляет:

$_{psmoothed} {\overset{}{=}}_{p^}_{сглаженный} (_{pmax} -_{} pset$ ) + pset.

Параметризация диафрагмы

Установка для параметризации диафрагмы значения:

Linear - area vs. control member position предполагается, что положение катушки и площадь отверстия отверстия связаны линейно.
Tabulated data - Area vs. control member position интерполирует предоставленные пользователем данные между областью отверстия отверстия и положением управляющего элемента с потенциально нелинейным соотношением.
Tabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop интерполирует объемный расход диафрагмы непосредственно из предоставленных пользователем данных между положением элемента управления, падением давления диафрагмы и объемным расходом диафрагмы.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` - Жидкостное отверстие
изотермическая жидкость

Точка входа или выхода жидкости в клапан.

`B` - Жидкостное отверстие
изотермическая жидкость

Точка входа или выхода жидкости в клапан.

Вход

развернуть все

`S` - Физический сигнал, в м
физический сигнал

Отверстие диафрагмы в м, возвращаемое как физический сигнал. Положительный сигнал открывает отверстие.

Параметры

развернуть все

`Orifice parameterization` - Метод моделирования отверстия диафрагмы
`Linear - area vs. control member position` (по умолчанию) | `Tabulated data - Area vs. control member position` | `Tabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop`

Способ моделирования открытия отверстия. Проем либо параметризуется линейно, что соотносит площадь проема с положением управляющего элемента; посредством предоставленных пользователем данных, которые соотносят площадь отверстия отверстия с положением элемента управления; или массивом данных, которые соотносят расход клапана с положением управляющего элемента и падением давления клапана.

`Control member travel between closed and open valve` - Максимальный ход элемента управления
`5e-3 m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Ход элемента управления, полностью открывающий отверстие.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию диафрагмы в значение Linear - area vs. control member travel.

`Maximum orifice area` - Максимальная площадь поперечного сечения диафрагмы
`8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Площадь поперечного сечения отверстия в его полностью открытом положении. Этот параметр используется в качестве верхнего предела для расчета давления в зоне во время моделирования.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию диафрагмы в значение Linear - area vs. control member travel.

`Control member position at closed valve` - Смещение элемента управления
`0 m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Когда отверстие полностью открыто, элемент управления смещается. Положительное ненулевое значение указывает на частично закрытое отверстие. Отрицательное ненулевое значение указывает перекрывающееся отверстие, которое остается открытым для начального смещения, заданного физическим сигналом в порту S.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию диафрагмы в значение Linear - area vs. control member travel.

`Control member position vector` - Вектор расстояний перемещения элемента управления
`[0, .002, .007]` (по умолчанию) | вектор 1 на n

Вектор расстояний отверстия диафрагмы для табличной параметризации площади отверстия диафрагмы. Векторные элементы должны соответствовать одному к одному элементам в параметре вектора площади диафрагмы. Элементы перечислены в порядке возрастания, а первый элемент должен быть равен 0. Между точками данных таблицы используется линейная интерполяция.

Зависимости

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

`Orifice area vector` - Вектор зон вскрытия
`[1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2` (по умолчанию) | вектор 1 на n

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

Зависимости

`Control member position vector, s` - Вектор перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (по умолчанию) | вектор 1 на n

Вектор положений элемента управления для табличной параметризации объемного расхода. Вектор положения элемента управления образует независимую ось с вектором перепада давления, параметром dp для зависимой от 3-D таблицы объемного расхода, параметром q (s, dp). Положительное смещение соответствует открытию клапана. Значения перечислены в порядке возрастания, а первый элемент должен быть равен 0. Между точками данных таблицы используется линейная интерполяция.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию диафрагмы в значение Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop.

`Pressure drop vector, dp` - Вектор значений перепада давления
`[.3, .5, .7] MPa` (по умолчанию) | вектор 1 на n

Вектор зон открытия клапана для табличной параметризации зоны открытия клапана. Вектор падения давления образует независимую ось с параметром «Control member position vector, s» для зависимой от 3-D таблицы объемного расхода, параметром «q (s, dp)». Значения перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0. Между точками данных таблицы используется линейная интерполяция.

Зависимости

`Volumetric flow rate table, q(s,dp)` - Массив значений объемного расхода
`[1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s` (по умолчанию) | Массив M-by-N

Массив объемных расходов на основе независимых значений перепада давления и расстояния хода золотника. M и N - размеры соответствующих векторов:

M - количество элементов в векторе перепада давления, параметр dp.
N - число элементов в векторе положения элемента управления, параметр s.

Зависимости

`Set orifice pressure differential` - Порог работы клапана компенсатора
`0.6 MPa` (по умолчанию) | скаляр

Величина перепада давления, запускающего открытие или закрытие клапана.

`Pressure compensator valve regulation range` - Рабочая область давления компенсирующего клапана
`0.1 MPa` (по умолчанию) | скаляр

Диапазон рабочего давления клапана. Диапазон регулирования давления находится между перепадом давления в дроссельной диафрагме и максимальным рабочим давлением клапана.

`Pressure compensator valve maximum area` - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления
`1.5 * 8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Площадь поперечного сечения клапана в его полностью открытом положении. Этот параметр используется в качестве верхнего предела для расчета давления в зоне во время моделирования.

`Leakage area` - Площадь зазора в полностью закрытом положении
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

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

`Discharge coefficient` - Коэффициент разгрузки
`0.64` (по умолчанию) | положительный скаляр

Поправочный коэффициент, учитывающий потери при сбросе в теоретических потоках.

`Critical Reynolds number` - Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока
`150` (по умолчанию) | положительный скаляр

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока через клапан.

`Smoothing factor` - Коэффициент численного сглаживания
`0.01` (по умолчанию) | положительный скаляр в диапазоне [0,1]

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.

Примеры модели

Контур выпрямителя гидравлического потока

Контур выпрямителя потока с четырьмя обратными клапанами и клапаном регулирования потока. Он используется для того, чтобы один клапан управления потоком мог регулировать поток жидкости в обоих направлениях. Аналогично схеме Гретца, реализованной с диодами, обратные клапаны расположены таким образом, что поток всегда проходит через клапан регулирования потока в одном направлении. В подсистеме диафрагм имеются еще два обратных клапана, которые используются для выбора диафрагмы, через которую проходит поток, в зависимости от направления потока.

См. также

Диафрагма (IL) | Клапан компенсатора давления (IL) | Компенсированный давлению клапан контроля потока с 3 путями (IL) | Редукционный клапан 3-Way (IL) | Челночный клапан (IL)

Представлен в R2020a

Документация

Регулирующий клапан с компенсацией давления (IL)

Описание

Сглаженная по числу площадь и давление

Параметризация диафрагмы

Порты

Сохранение

`A` - Жидкостное отверстие
изотермическая жидкость

`B` - Жидкостное отверстие
изотермическая жидкость

Вход

`S` - Физический сигнал, в м
физический сигнал

Параметры

`Control member travel between closed and open valve` - Максимальный ход элемента управления
`5e-3 m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

`Maximum orifice area` - Максимальная площадь поперечного сечения диафрагмы
`8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

`Control member position at closed valve` - Смещение элемента управления
`0 m` (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

`Control member position vector` - Вектор расстояний перемещения элемента управления
`[0, .002, .007]` (по умолчанию) | вектор 1 на n

Зависимости

`Orifice area vector` - Вектор зон вскрытия
`[1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2` (по умолчанию) | вектор 1 на n

Зависимости

`Control member position vector, s` - Вектор перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (по умолчанию) | вектор 1 на n

Зависимости

`Pressure drop vector, dp` - Вектор значений перепада давления
`[.3, .5, .7] MPa` (по умолчанию) | вектор 1 на n

Зависимости

`Volumetric flow rate table, q(s,dp)` - Массив значений объемного расхода
`[1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s` (по умолчанию) | Массив M-by-N

Зависимости

`Set orifice pressure differential` - Порог работы клапана компенсатора
`0.6 MPa` (по умолчанию) | скаляр

`Pressure compensator valve regulation range` - Рабочая область давления компенсирующего клапана
`0.1 MPa` (по умолчанию) | скаляр

`Pressure compensator valve maximum area` - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления
`1.5 * 8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Leakage area` - Площадь зазора в полностью закрытом положении
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Discharge coefficient` - Коэффициент разгрузки
`0.64` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Critical Reynolds number` - Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока
`150` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Smoothing factor` - Коэффициент численного сглаживания
`0.01` (по умолчанию) | положительный скаляр в диапазоне [0,1]

Примеры модели

Контур выпрямителя гидравлического потока

См. также

Документация по жидкостям Simscape

Поддержка

Документация

Регулирующий клапан с компенсацией давления (IL)

Описание

Сглаженная по числу площадь и давление

Параметризация диафрагмы

Порты

Сохранение

A - Жидкостное отверстие изотермическая жидкость

B - Жидкостное отверстие изотермическая жидкость

Вход

S - Физический сигнал, в м физический сигнал

Параметры

Control member travel between closed and open valve - Максимальный ход элемента управления 5e-3 m (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Maximum orifice area - Максимальная площадь поперечного сечения диафрагмы 8e-5 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Control member position at closed valve - Смещение элемента управления 0 m (по умолчанию) | положительный скаляр

Зависимости

Control member position vector - Вектор расстояний перемещения элемента управления [0, .002, .007] (по умолчанию) | вектор 1 на n

Зависимости

Orifice area vector - Вектор зон вскрытия [1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2 (по умолчанию) | вектор 1 на n

Зависимости

Control member position vector, s - Вектор перемещений органа управления [0, .002, .004, .007, .017] m (по умолчанию) | вектор 1 на n

Зависимости

Pressure drop vector, dp - Вектор значений перепада давления [.3, .5, .7] MPa (по умолчанию) | вектор 1 на n

Зависимости

Volumetric flow rate table, q(s,dp) - Массив значений объемного расхода [1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s (по умолчанию) | Массив M-by-N

Зависимости

Set orifice pressure differential - Порог работы клапана компенсатора 0.6 MPa (по умолчанию) | скаляр

Pressure compensator valve regulation range - Рабочая область давления компенсирующего клапана 0.1 MPa (по умолчанию) | скаляр

Pressure compensator valve maximum area - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления 1.5 * 8e-5 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Leakage area - Площадь зазора в полностью закрытом положении 1e-10 m^2 (по умолчанию) | положительный скаляр

Discharge coefficient - Коэффициент разгрузки 0.64 (по умолчанию) | положительный скаляр

Critical Reynolds number - Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока 150 (по умолчанию) | положительный скаляр

Smoothing factor - Коэффициент численного сглаживания 0.01 (по умолчанию) | положительный скаляр в диапазоне [0,1]

Примеры модели

Контур выпрямителя гидравлического потока

См. также

Документация по жидкостям Simscape

Поддержка

`A` - Жидкостное отверстие
изотермическая жидкость

`B` - Жидкостное отверстие
изотермическая жидкость

`S` - Физический сигнал, в м
физический сигнал

`Control member travel between closed and open valve` - Максимальный ход элемента управления
`5e-3 m` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Maximum orifice area` - Максимальная площадь поперечного сечения диафрагмы
`8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Control member position at closed valve` - Смещение элемента управления
`0 m` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Control member position vector` - Вектор расстояний перемещения элемента управления
`[0, .002, .007]` (по умолчанию) | вектор 1 на n

`Orifice area vector` - Вектор зон вскрытия
`[1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2` (по умолчанию) | вектор 1 на n

`Control member position vector, s` - Вектор перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (по умолчанию) | вектор 1 на n

`Pressure drop vector, dp` - Вектор значений перепада давления
`[.3, .5, .7] MPa` (по умолчанию) | вектор 1 на n

`Volumetric flow rate table, q(s,dp)` - Массив значений объемного расхода
`[1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s` (по умолчанию) | Массив M-by-N

`Set orifice pressure differential` - Порог работы клапана компенсатора
`0.6 MPa` (по умолчанию) | скаляр

`Pressure compensator valve regulation range` - Рабочая область давления компенсирующего клапана
`0.1 MPa` (по умолчанию) | скаляр

`Pressure compensator valve maximum area` - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления
`1.5 * 8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Leakage area` - Площадь зазора в полностью закрытом положении
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Discharge coefficient` - Коэффициент разгрузки
`0.64` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Critical Reynolds number` - Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока
`150` (по умолчанию) | положительный скаляр

`Smoothing factor` - Коэффициент численного сглаживания
`0.01` (по умолчанию) | положительный скаляр в диапазоне [0,1]