Гидравлический клапан, обеспечивающий поток только в одном направлении
Направленные клапаны
Блок челночного клапана представляет собой гидравлический челночный клапан в качестве модели на основе технических данных. Клапан имеет два входных отверстия (A и A1) и одно выходное отверстие (B). Управление клапаном осуществляется с помощью перепада давления pA1. Клапан обеспечивает поток либо между отверстиями A и B, либо между отверстиями A1 и B, в зависимости от перепада давления pc. Первоначально предполагается, что путь A-B открыт. Для открытия пути A1-B (и одновременного закрытия А-Б) перепад давления должен быть меньше давления крекинга клапана (pcr < = 0).
При достижении давления растрескивания элемент управления клапаном (золотник, шарик, тарель и т.д.) вытесняется со своего седла и перемещается на противоположное седло, открывая один проход и закрывая другой. Если расход достаточно высок и давление продолжает изменяться, управляющий элемент продолжает двигаться до тех пор, пока не достигнет своего крайнего положения. В этот момент одна из зон прохода клапана находится на максимуме. Максимальная площадь клапана и крекинг и максимальное давление обычно указаны в каталогах и являются тремя ключевыми параметрами блока.
Взаимосвязь между A-B, отверстиями A1-B пути и регулирующим давлением pc показана на следующей иллюстрации.
В дополнение к максимальной площади площадь утечки также требуется для характеристики клапана. Основное назначение параметра состоит не в учете возможной утечки, даже если это также важно, а в поддержании числовой целостности схемы путем предотвращения изоляции части системы после полного закрытия клапана. Изолированная или «зависшая» часть системы может повлиять на вычислительную эффективность и даже вызвать сбой вычислений. Поэтому значение параметра должно быть больше нуля.
Расход через каждое из отверстий определяется в соответствии со следующими уравнениями:
1/4
1/4
pc≥pcrack+pop
popAmaxfor pc≤pcrack
Алеакпоп
pA1
где
| QAB, qA1B | Расход через отверстия АВ и A1B |
| pAB, pA1B | Перепад давления через отверстия АБ и A1B |
| рА, pA1, пБ | Манометрическое давление на клеммах блока |
| CD | Коэффициент расхода |
| ρ | Плотность жидкости |
| AAB, AA1B | Мгновенная диафрагма AB и зоны прохода A1B |
| Amax | Полностью открытая зона прохода диафрагмы |
| Протекающий | Зона утечки закрытого клапана |
| PC | Перепад давления регулирования клапана |
| pcrack | Перепад давления крекинга клапана |
| поп | Перепад давления, необходимый для полного смещения клапана |
| pcrAB, pcrA1B | Минимальное давление турбулентного потока через отверстия АБ и A1B |
Минимальные давления турбулентного потока через отверстия AB и A1B, pcrAB и pcrA1B, рассчитывают в соответствии со способом спецификации ламинарного перехода:
По соотношению давлений - Переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:
pcrAB = (pavgAB + patm) (1 - Blam)
pcrA1B = (pavgA1B + патм) (1 - Блам)
pavgAB = (pA + pB )/2
pavgA1B = (pA1 + пБ )/2
где
| pavgAB | Среднее давление для диафрагмы АВ |
| pavgA1B | Среднее давление для диафрагмы A1B |
| patm | Атмосферное давление, 101325 Па |
| Двоичный логарифмический метод доступа | Соотношение давлений при переходе между ламинарным и турбулентным режимами (значение параметра отношения давлений ламинарного потока) |
По числу Рейнольдса - Переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:
Recr⋅νCD⋅DHAB) 2
Recr⋅νCD⋅DHA1B) 2
4AABδ
где
| DHAB, DHA1B | Мгновенные гидравлические диаметры диафрагм |
| ν | Кинематическая вязкость жидкости |
| Recr | Критическое число Рейнольдса (значение параметра Критического числа Рейнольдса) |
По умолчанию блок не включает динамику открытия клапана. Добавление динамики открытия клапана обеспечивает непрерывное поведение, которое особенно полезно в ситуациях с быстрым открытием и закрытием клапана. Области AAB и AA1B прохода отверстия в уравнениях, приведенных выше, затем становятся установившимися областями AB и A1B прохода, соответственно. Мгновенные зоны прохождения АБ и A1B с динамикой открытия определяются следующим образом:
_ init
где
| AAB_dyn | Мгновенная площадь прохода АБ диафрагмы с динамикой открытия |
| AA1B_dyn | Мгновенное отверстие A1B площади прохода с динамикой открытия |
| AAB_init | Начальная открытая зона для диафрагмы АВ |
| τ | Постоянная времени для ответа первого порядка открытия клапана |
| t | Время |
Положительное направление блока - от порта A к порту B и от порта A1 к порту B. Управляющее давление определяется как pA1.
Открытие клапана линейно пропорционально разности давлений.
Не учитывается нагрузка на клапан, например, инерция, трение, пружина и т.д.
Максимальная площадь поперечного сечения канала клапана. Значение по умолчанию: 1e-4 м ^ 2.
Перепад давления, при котором отверстие клапана начинает открываться. Значение по умолчанию: -1e4 Па.
Перепад давления на клапане необходим для перевода клапана из одного крайнего положения в другое. Значение по умолчанию: 1e4 Па.
Полуэмпирическая характеристика производительности клапана. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно приводится в учебниках или листах технических данных производителя. Значение по умолчанию: 0.7.
Выберите способ перехода блока между ламинарным и турбулентным режимами:
Pressure ratio - Переход от ламинарного режима к турбулентному является плавным и зависит от значения параметра отношения давлений 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 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 спецификации Laminar transition установлено значение Pressure ratio.
Максимальное число Рейнольдса для ламинарного потока. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Рекомендации по значению параметра можно найти в учебниках по гидравлике. Значение по умолчанию: 12, что соответствует круглому отверстию из тонкого материала с острыми кромками. Этот параметр отображается только в том случае, если для параметра спецификации Laminar transition установлено значение Reynolds number.
Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом клапане. Основное назначение параметра состоит в поддержании числовой целостности цепи путем предотвращения изоляции части системы после полного закрытия клапана. Значение параметра должно быть больше 0. Значение по умолчанию: 1e-12 м ^ 2.
Выберите одну из следующих опций:
Do not include valve opening dynamics - Клапан устанавливает площадь проходного отверстия непосредственно в зависимости от давления. Если площадь изменяется мгновенно, то и уравнение расхода. Это значение по умолчанию.
Include valve opening dynamics - Обеспечить непрерывное поведение, которое является более физически реалистичным, путем добавления запаздывания первого порядка во время открытия и закрытия клапана. Используйте эту опцию в гидравлическом моделировании с локальным решателем для моделирования в реальном времени. Эта опция также полезна, если вы заинтересованы в динамике открытия клапана при моделировании переменных шагов.
Постоянная времени для ответа первого порядка открытия клапана. Этот параметр доступен, только если для параметра Динамика открытия установлено значение Include valve opening dynamics. Значение по умолчанию: 0.1 s.
Начальная открытая зона для диафрагмы АВ. Этот параметр доступен, только если для параметра Динамика открытия установлено значение Include valve opening dynamics. Значение по умолчанию: 1e-4 м ^ 2.
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:
AПорт гидравлической экономии, связанный с входом клапана.
A1Порт гидравлической экономии, связанный с входом клапана.
BПорт гидравлической экономии, связанный с выходом клапана.