Редукционный клапан (G)

Клапан ограничения расхода при избыточном давлении

Библиотека:
Simscape/Жидкости/Газ/Клапаны и диафрагмы/Клапаны регулирования давления

Описание

Блок редукционного клапана (G) моделирует клапан, который сужается так, чтобы поддерживать заданное манометрическое давление на выходе (порт B). Нормально открытый клапан начинает закрываться, когда давление на выходе, измеренное относительно атмосферного давления, поднимается выше уставки давления клапана. Площадь открытия падает с падением давления до минимума - точки, в которой клапан полностью закрыт и остается только поток утечки.

Соотношение между площадью открытия и падением давления зависит от параметризации клапана. Это отношение может принимать форму линейного аналитического выражения или (как правило, нелинейной) табличной функции.

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 выходе служит управляющим сигналом клапана. Чем больше его рост по сравнению с установлением давления, тем меньше становится его площадь открытия. Для использования в расчетах блока его значение определяется как:

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

где p - мгновенное давление. Нижний индекс Ctl обозначает управляющее значение и нижний индекс B, который находится в порту. И то и другое определяют в процессе моделирования как абсолютное давление. Установка давления клапана также рассчитывается следующим образом:

$_{PSet} =_{PB,}_{Set +}$ PAtm,

где P - параметр постоянного давления. Нижний индекс Set обозначает настройку клапана с подстрочным индексом B,Set если это указано в блоке как манометрическое давление на выходе (порт B). Нижний индекс Atm обозначает атмосферное значение (указанное в блоке Gas Properties (G) модели). Для максимального давления клапана:

$_{PMax} =_{} PSet +$ ΔP,

где ΔP относится конкретно к диапазону регулирования давления клапана, получаемому в виде константы из одноименного параметра блока. Нижний индекс Max обозначает максимальное значение.

Превышение контрольного давления

Степень, до которой управляющее давление превышает заданное давление, определяет степень закрытия клапана. Превышение давления выражается здесь как часть (ширина) диапазона регулирования давления:

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

Фракция - технически, перерасход, нормированный - составляет0 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 насыщена при 0 и 1.)

Числовое сглаживание

Нормализованное (и насыщенное) превышение контрольного давления охватывает три области. Ниже уставки давления клапана его значение равно постоянному нулю. Выше максимального давления - сумма уставки давления и диапазона регулирования давления - она равна1. В промежутках он изменяется, как линейная функция измерения контрольного 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 превышению управляющего давления, обеспечивает то, что клапан смещается в 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:

ƛL - сглаживающее выражение для перехода из максимально закрытого положения.
ƛR - 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 0, превышение управляющего давления остается в своей первоначальной форме - никакого сглаживания не применяется - и его переходы остаются резкими. Когда это будет1сглаживание охватывает весь диапазон регулирования давления (при этом превышение управляющего давления 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 превышению управляющего давления - одна для плавного перехода слева, другая для того, чтобы 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. 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

`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.

`Opening parameterization` - Метод расчета характеристик открытия клапана
`Linear` (по умолчанию) | `Tabulated data`

Метод расчета площади открытия клапана. По умолчанию площадь отверстия рассматривается как линейная функция доли отверстия отверстия. Альтернативный параметр позволяет задать общее нелинейное отношение (в табличной форме).

`Set pressure (gauge)` - Манометрическое давление на входе, необходимое для открытия клапана
`0.1 MPa` (по умолчанию) | скаляр в единицах давления

Манометрическое давление на входе, необходимое для открытия клапана. Этот параметр указывает начало диапазона регулирования давления, в котором клапан постепенно открывается, чтобы сдержать повышение давления. Площадь открытия клапана зависит от разницы между фактическим давлением на входе и указанным здесь значением.

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если установлен параметр «Параметризация проема» Linear.

`Pressure regulation range` - ширина диапазона давления, в котором изменяется площадь отверстия;
`0.1 MPa` (по умолчанию) | скаляр в единицах давления

Ширина диапазона давления, в котором изменяется площадь открытия клапана. Диапазон давления начинается с заданного давления (указанного в одноименном параметре блока). Она заканчивается суммой заданного давления с указанным здесь значением. Чем меньше диапазон регулирования давления, тем больше влияние единичного повышения давления на площадь открытия клапана.

Зависимости

`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

`Control pressure (gauge) vector` - Вектор управляющих давлений для указания данных об открытии клапана
`[0.2:0.2:1.2] MPa` (по умолчанию) | вектор в единицах давления

Вектор управляющих давлений, при которых задается выбранная мера открытия клапана - звуковая проводимость, коэффициент расхода (в формах СИ или УСК) или площадь открытия. Этот вектор должен быть равен размеру вектора (или вектора), содержащего данные об открытии клапана. Векторные элементы должны быть положительными и монотонно увеличиваться по значению слева направо.

Первый векторный элемент даёт настройку давления клапана (при которой клапан начинает закрываться). Этот элемент эквивалентен параметру Set pressure Linear открытие параметризаций. Последний элемент дает максимальное давление, при котором клапан максимально закрыт и остается только поток утечки. Разница между ними дает диапазон регулирования давления клапана.

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если установлен параметр «Параметризация проема» Tabulated data.

`Sonic conductance vector` - Вектор звуковых проводимостей при заданных управляющих давлениях
`[1e-05, .32, .64, .96, 1.28, 1.6] l/s/bar` (по умолчанию) | вектор с единицами измерения объема/времени/давления

Вектор звуковых проводимостей при заданных давлениях регулирования клапана. Каждый из звуковых проводников соответствует элементу параметра вектора управляющего давления (манометра), причем последний служит (в декартовом графике) в качестве абсциссы, а первый - в качестве ординаты. Два вектора - звуковые проводимости и управляющие давления - должны быть одинаковыми по размеру.

Звуковая проводимость измеряет расход через полностью открытый клапан при наступлении дросселирования (при достижении потоком максимальной скорости, локальной скорости звука). Измерения проводят при некоторых исходных условиях на входе (как правило, описанных в ISO 8778). Здесь эти условия включают в себя значения давлений, заданные (в качестве точек останова интерполяции) в векторе управляющего давления.

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если установлен параметр «Параметризация клапана» Sonic conductance и параметр Параметризация проема имеет значение Tabulated data.

`Critical pressure ratio vector` - Вектор коэффициентов критического давления при заданных контрольных давлениях
`0.3 * ones(1, 6)` (по умолчанию) | вектор без единиц измерения

Вектор критических соотношений давлений при заданных давлениях регулирования клапана. Каждое из соотношений соответствует элементу в параметре вектора управляющего давления (манометра), причем последний служит (в декартовом графике) в качестве абсциссы, а первый - в качестве ординаты. Два вектора - критические отношения давления и управляющие давления - должны быть одинаковыми по размеру.

Отношение критического давления представляет собой долю абсолютных давлений ниже по потоку, при которых поток подавляется (и его скорость насыщается при локальной скорости звука). Измерения проводят при некоторых исходных условиях на входе (как правило, описанных в ISO 8778). Здесь эти условия включают в себя значения давлений, заданные (в качестве точек останова интерполяции) в векторе управляющего давления.

Значения, указанные здесь, должны быть больше или равны нулю и меньше параметра блока отношения давления потока Ламинара.

Зависимости

`Cv coefficient (USCS) vector` - Вектор коэффициентов расхода, в УЗС, при заданных управляющих давлениях
`[1e-06, .08, .16, .24, .32, .4]` (по умолчанию) | вектор в единицах ft ^ 3/min

Вектор коэффициентов потока, выраженный в обычных единицах США ft³/min (как описано в NFPA T3.21.3), при заданных давлениях регулирования клапана. Каждый из коэффициентов потока соответствует элементу в параметре вектора управляющего давления (манометра), причем последний служит (в декартовом графике) в качестве абсциссы, а первый - в качестве ординаты. Два вектора - коэффициентов расхода и управляющих давлений - должны быть одинаковыми по размеру.

Коэффициент расхода измеряет относительную легкость, с которой поток при воздействии некоторого эталонного давления может проходить через клапан. Его значение обычно указывается в листах технических данных для полностью открытого клапана (наряду с состоянием давления, которому соответствует измерение). Векторные элементы, указанные здесь, соответствуют различным измерениям.

Зависимости

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

`Kv coefficient (SI) vector` - Вектор коэффициентов расхода, в единицах СИ, при заданных управляющих давлениях
`[1e-06, .06, .12, .18, .24, .3]` (по умолчанию) | вектор в единицах м ^ 3/ч

Вектор коэффициентов потока, выраженный в единицах СИ m^3/hr (как описано в NFPA T3.21.3), при заданных давлениях регулирования клапана. Каждый из коэффициентов потока соответствует элементу в параметре вектора управляющего давления (манометра), причем последний служит (в декартовом графике) в качестве абсциссы, а первый - в качестве ординаты. Два вектора - коэффициентов расхода и управляющих давлений - должны быть одинаковыми по размеру.

Зависимости

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

`Opening area vector` - Вектор зон вскрытия при заданных контрольных давлениях
`[1e-10, 2e-06, 4e-06, 6e-06, 8e-06, 1e-05] m^2` (по умолчанию) | вектор в единицах площади

Вектор зон открытия клапана в заданных точках останова управляющего давления. Каждая из областей открытия соответствует элементу в параметре вектора управляющего давления (манометра), причем последний служит (в декартовом графике) в качестве абсциссы, а первый - в качестве ординаты. Два вектора - зоны открытия и управляющие давления - должны быть одинаковыми по размеру.

Площадь отверстия перпендикулярна направлению потока в точке самого узкого отверстия (расположение элемента управления клапаном).

Зависимости

Этот параметр активен и открыт в диалоговом окне блока, если установлен параметр «Параметризация клапана» Restriction area и параметр Параметризация проема имеет значение Tabulated data.

`Cross-sectional area at ports A, B, and T` - 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 должна (в идеале) совпадать с площадью входных отверстий соседних компонентов.

`Smoothing factor` - степень сглаживания, применяемая к функции открытия клапана;
`0` (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

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

Сглаживание накладывает на каждую область открывающей функции нелинейный сегмент (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 переходы в максимально закрытое и полностью открытое положения вводят разрывы (связанные с пересечениями нулевого уровня). Это может замедлить скорость моделирования.

`Laminar flow pressure ratio` - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами
`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.

Расширенные возможности

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

См. также

Предохранительный клапан (G) | Регулируемая диафрагма ISO 6358 (G)

Представлен в R2018b

Документация

Редукционный 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

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

Opening parameterization - Метод расчета характеристик открытия клапана Linear (по умолчанию) | Tabulated data

Set pressure (gauge) - Манометрическое давление на входе, необходимое для открытия клапана 0.1 MPa (по умолчанию) | скаляр в единицах давления

Зависимости

Pressure regulation range - ширина диапазона давления, в котором изменяется площадь отверстия; 0.1 MPa (по умолчанию) | скаляр в единицах давления

Зависимости

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

Control pressure (gauge) vector - Вектор управляющих давлений для указания данных об открытии клапана [0.2:0.2:1.2] MPa (по умолчанию) | вектор в единицах давления

Зависимости

Зависимости

Critical pressure ratio vector - Вектор коэффициентов критического давления при заданных контрольных давлениях 0.3 * ones(1, 6) (по умолчанию) | вектор без единиц измерения

Зависимости

Cv coefficient (USCS) vector - Вектор коэффициентов расхода, в УЗС, при заданных управляющих давлениях [1e-06, .08, .16, .24, .32, .4] (по умолчанию) | вектор в единицах ft ^ 3/min

Зависимости

Kv coefficient (SI) vector - Вектор коэффициентов расхода, в единицах СИ, при заданных управляющих давлениях [1e-06, .06, .12, .18, .24, .3] (по умолчанию) | вектор в единицах м ^ 3/ч

Зависимости

Opening area vector - Вектор зон вскрытия при заданных контрольных давлениях [1e-10, 2e-06, 4e-06, 6e-06, 8e-06, 1e-05] m^2 (по умолчанию) | вектор в единицах площади

Зависимости

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

Smoothing factor - степень сглаживания, применяемая к функции открытия клапана; 0 (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

Laminar flow pressure ratio - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами 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

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

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

`Opening parameterization` - Метод расчета характеристик открытия клапана
`Linear` (по умолчанию) | `Tabulated data`

`Set pressure (gauge)` - Манометрическое давление на входе, необходимое для открытия клапана
`0.1 MPa` (по умолчанию) | скаляр в единицах давления

`Pressure regulation range` - ширина диапазона давления, в котором изменяется площадь отверстия;
`0.1 MPa` (по умолчанию) | скаляр в единицах давления

`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

`Control pressure (gauge) vector` - Вектор управляющих давлений для указания данных об открытии клапана
`[0.2:0.2:1.2] MPa` (по умолчанию) | вектор в единицах давления

`Critical pressure ratio vector` - Вектор коэффициентов критического давления при заданных контрольных давлениях
`0.3 * ones(1, 6)` (по умолчанию) | вектор без единиц измерения

`Cv coefficient (USCS) vector` - Вектор коэффициентов расхода, в УЗС, при заданных управляющих давлениях
`[1e-06, .08, .16, .24, .32, .4]` (по умолчанию) | вектор в единицах ft ^ 3/min

`Kv coefficient (SI) vector` - Вектор коэффициентов расхода, в единицах СИ, при заданных управляющих давлениях
`[1e-06, .06, .12, .18, .24, .3]` (по умолчанию) | вектор в единицах м ^ 3/ч

`Opening area vector` - Вектор зон вскрытия при заданных контрольных давлениях
`[1e-10, 2e-06, 4e-06, 6e-06, 8e-06, 1e-05] m^2` (по умолчанию) | вектор в единицах площади

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

`Smoothing factor` - степень сглаживания, применяемая к функции открытия клапана;
`0` (по умолчанию) | положительный безразмерный скаляр

`Laminar flow pressure ratio` - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами
`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

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