Осевая сила жидкости на отверстие золотника в системе изотермической жидкости
Simscape/Жидкости/Приводы клапанов и силы
Блок «Сила потока золотникового отверстия» (IL) моделирует гидравлическое осевое усилие на золотниковом отверстии. Он получает положение катушки в качестве физического сигнала в порту S. Также можно моделировать поток через отверстие катушки с круглыми или прямоугольными отверстиями. Для закрытия отверстия действует положительное усилие.
Если требуется смоделировать катушку и осевую силу в одном блоке, используйте блок «Диафрагма катушки» (IL). Осевая сила выводится в виде физического сигнала на порт F.
Усилие на катушку рассчитывается следующим образом:
λ,
где:
- массовый расход в порту A.
start- плотность текучей среды.
A - открытая площадь отверстия, которая определяется положением катушки и параметризацией отверстия.
α - угол струи, который вычисляется из аппроксимации формулы фон Мизеса:
h1,848c),
где c - радиальный зазор, а h - отверстие отверстия.
δ - ориентация отверстия, которая указывает на отверстие отверстия, связанное с положительным или отрицательным сигналом в точке S.
Отверстие отверстия основано на открытой площади, создаваемой смещенным золотником:
Smin)
где:
Smin - положение катушки на закрытом отверстии.
S - сигнал смещения в порту S.
Если Δs падает ниже 0, используется зона утечки диафрагмы. Если ΔS больше хода золотника между закрытым и открытым отверстием, используется максимальная площадь отверстия.
Установка для геометрии диафрагмы значения Round holes равномерно распределяет определенное пользователем количество отверстий по периметру втулки, которые имеют одинаковые диаметры и центры, выровненные в одной плоскости.
Открытая площадь рассчитывается следующим образом:
+ Алеак,
где:
n0 - количество отверстий.
d0 - диаметр отверстий.
λ - угол открытия диафрагмы:
2ΔSd0).
Если λ больше, чем 2δ, λ остается на уровне 2λ.
Алеак - зона утечки.
Максимальная открытая площадь:
Алеак.
Установка для геометрии диафрагмы значения Rectangular slot моделирует один прямоугольный паз в трубчатом рукаве.
Для отверстия с прорезью в прямоугольном рукаве открытая область равна
Aleak,
где w - ширина отверстия.
Максимальное расстояние между гильзой и корпусом составляет:
Aleak.
где ΔSmax - ход золотника между закрытым и открытым отверстием.
В крайних пределах диапазона отверстий диафрагмы можно поддерживать численную устойчивость при моделировании путем корректировки коэффициента сглаживания блока. Функция сглаживания применяется к каждому вычисленному смещению, но в первую очередь влияет на моделирование в крайних точках этого диапазона.
Нормализованное отверстие диафрагмы:
ΔSΔSmax,
где ΔSmax - это:
Диаметр круглых отверстий, если параметризация диафрагмы установлена в Round holes.
Перемещение золотника между закрытым и открытым отверстием, если параметризация отверстия установлена в Rectangular slot.
Если коэффициент сглаживания f не равен нулю, к нормализованному отверстию применяется функция сглаживания:
(ΔS ^ − 1) 2 + (f4) 2.
Сглаженное отверстие:
сглаженный ΔSmax.
[1] Манринг, Н. Гидравлические системы управления. John Wiley & Sons, 2005.
[2] Мерритт, H. Гидравлические системы управления. Уайли, 1967.
