Exponenta Banner
exponenta event banner

Регулируемая перекрывающаяся диафрагма (IL)

Отверстие, созданное открытыми сегментами с переменным перекрытием в изотермической системе

развернуть все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape/Жидкости/Изотермическая жидкость/Клапаны и диафрагмы/Диафрагмы

  • Variable Overlapping Orifice (IL) block

Описание

Модели блоков переменного перекрывающегося отверстия (IL) проходят через круглые отверстия с различными перекрывающимися областями, такими как подвижный рукав в неподвижном корпусе. Перекрывающиеся отверстия могут иметь разные диаметры, но дополнительные отверстия вдоль катушки или втулки имеют одинаковый диаметр.

Перекрывающаяся область

Расход зависит от переменной открытой площади, создаваемой перекрывающимися отверстиями во втулке и кожухе. Эта площадь мгновенного открытия рассчитывается следующим образом:

Aoverlap = r2 [cos − 1 (C2 + r2 − R22Cr) − (C2 + r2 − R22Cr) 1 − (C2 + r2 − R22Cr) 2] + R2 [cos − 1 (C2 − R2 + R22CR) − (C2 − R2 + R22CR R)

где:

  • r - диаметр меньшего отверстия.

  • R - диаметр большего отверстия.

  • C - абсолютное расстояние между центрами отверстий, вычисленное по физическому сигналу на порте S, мгновенному положению втулки и положению втулки, когда отверстия концентричны, S0: C = | S − S0 |.

Если отверстия на втулке и кожухе имеют одинаковый диаметр, область перекрытия становится:

Aoverlap = 2r2 [cos − 1 (C2r) − (C2r) 1 − (C2r) 2].

Численно сглаженное смещение

При моделировании можно сохранить числовую устойчивость, настроив коэффициент сглаживания блока в ближайшей и самой дальней точках между центрами отверстий. Функция сглаживания применяется к каждому вычисленному расстоянию, но в первую очередь влияет на моделирование в крайних точках этого диапазона.

Нормализованное расстояние от центра отверстия:

C ^ = (C − R + r) (2r),

Коэффициент сглаживания s применяется к нормализованному отверстию:

C ^ сглаженный = 12 + 12C ^ 2 + (s4) 2 − 12 (C ^ − 1) 2 + (s4) 2.

Сглаженное отверстие:

Csmoothed = C ^ сглаженный (2r) + (R − r).

Уравнение массового расхода

Поток через пару отверстий рассчитывается по соотношению давление-площадь:

m˙=CdAorifice2ρ¯PRloss (1 − (AorificeAport) 2) Δp [Δp2 + Δpcrit2] 1/4,

где:

  • Cd - коэффициент разряда.

  • Aorifice - область, открытая для течения, Aorifice = Aoverlap + Aleak.

  • A - площадь поперечного сечения в портах A и B.

  • λ - средняя плотность текучей среды.

Потеря давления описывает снижение давления в клапане из-за уменьшения площади. Термин потери давления, PRloss рассчитывается как:

PRloss=1− (AoverlappingAport) 2 (1−Cd2) −CdAoverlappingAport1− (AoverlappingAport) 2 (1−Cd2) +CdAoverlappingAport.

Восстановление давления описывает положительное изменение давления в клапане из-за увеличения площади. Если вы не хотите фиксировать это увеличение давления, установите для параметра Восстановление давления значение Off. В этом случае PRloss равен 1.

Критическая разность давлений Δpcrit - это разность давлений, связанная с критическим числом Рейнольдса, Recrit, точкой перехода режима потока между ламинарным и турбулентным потоком:

Δpcrit =πρ¯8Aoverlapping (νRecritCd) 2.

Порты

Сохранение

развернуть все

Точка входа или выхода к диафрагме.

Точка входа или выхода к диафрагме.

Вход

развернуть все

Положение гильзы относительно корпуса, в м.

Параметры

развернуть все

Диаметр отверстия в подвижном элементе.

Диаметр отверстия в неподвижном элементе.

Положение подвижного элемента при выравнивании центров отверстий. Этот параметр используется для определения мгновенного перекрытия движущихся и неподвижных отверстий при моделировании путем сравнения с сигналом, принятым в порту S.

Количество перекрывающихся отверстий, попарно. Пары рукав-корпус не должны быть выровнены в моделируемом физическом оборудовании.

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.

Области на входе и выходе A и B, которые используются в уравнении «давление-расход», определяющем массовый расход через отверстие.

Поправочный коэффициент, учитывающий потери при сбросе в теоретических потоках.

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного потока через отверстие.

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.

Следует ли учитывать повышение давления, когда текучая среда течет из области меньшей площади поперечного сечения в область большей площади поперечного сечения.

См. также

| |

Представлен в R2020a

Документация по жидкостям Simscape

Поддержка