Управляемый клапан с двумя портами и одним путем потока
Simscape/Жидкости/Газ/Клапаны и Отверстия/Регулирующие Клапаны Направления
Блок 2-Way Directional Valve (G) моделирует клапан с двумя портами (A и B) и одним путем потока (A - B). Путь запусков через отверстие переменной ширины, степень его открытия, возникающая из-за движения поршня управления. Представьте поршень управления как золотник с землей, которая закрывает (на степени) отверстие A - B. Расстояние земли до отверстия определяет, является ли отверстие открытым и в какой степени.
(Расстояние до отверстия вычисляется во время симуляции из сигнала перемещения, заданного в порте S. Эти переменные - на самом деле, все расстояния, связанные с положением золотника - каждый задан как бесчисленная дробь, обычно оцениваемая между 0 и +1. Расчеты подробно описаны в разделе «Фракции открытия отверстия».)
Поток может быть ламинарным или турбулентным, и он может достигать (до) звуковых скоростей. Это происходит в vena contracta, точке непосредственно за горловиной клапана, где поток является и самым узким, и самым быстрым. Поток затем дросселируется, и его скорость насыщается, с падением давления ниже по потоку, больше не достаточным для увеличения его скорости. Дросселирование происходит, когда отношение противодавления достигает критического значения характеристики клапана. Сверхзвуковой поток не захватывается блоком.
Клапан непрерывно изменяется. Он плавно смещается между положениями, из которых имеет два: один нормальный и один рабочий.
Нормальным положением является положение, в которое клапан возвращается, когда он больше не работает. Текущее перемещение золотника (заданное в порте S) затем равняется нулю. Если участок золотника не установлен со смещением к отверстию клапана, клапан будет полностью закрыт. Рабочее положение - это положение, в которое клапан перемещается, когда золотник максимально смещен (в положительном направлении) из нормального положения. Затем отверстие полностью открывается.
Перемещение золотника в рабочем положении клапана зависит от смещения золотника. Это смещение обычно применяется перед операцией в реальном клапане и перед симуляцией в модели клапана. Его значение задается в блоке как константа с именем Valve opening fraction offset.
Между положениями клапана открытие отверстия A - B зависит от того, где относительно его обода находится земля золотника. Это расстояние является открытием отверстия, и оно нормировано здесь так, что его значение составляет часть его максимума (расстояние, на котором полностью открыто). Нормированная переменная называется фракцией открытия отверстия.
Доля открытия отверстия может варьироваться от 0, в нормальном положении, чтобы 1, в рабочем положении. Его значение вычисляется из длин, на которые уже ссылаются: переменное перемещение поршня управления (применяемое во время работы) и фиксированное смещение его земли (применяемое во время установки). Они дают для фракции открытия отверстия:
где:
h - входная фракция для отверстия подошвы, A - B. Если при вычислении должно быть возвращено значение вне области значений 0– 1, используется ближайший предел. (Фракция открытия отверстия, называется, насыщается при 0 и 1.)
H - смещение входной дроби, заданное как параметры блоков (с именем Valve opening fraction offset). Чтобы допустить необычные строения клапана, его значение не накладывается ни на один предел, хотя в целом оно будет падать между -1 и +1.
x - нормированное мгновенное перемещение золотника, заданное как физический сигнал в порту S. Чтобы компенсировать одинаково крайние смещения открывающей дроби, не накладывается предел на ее значение (хотя обычно она также будет падать вблизи области значений 0 и 1).
Клапан по умолчанию сконфигурирован так, чтобы он был полностью закрыт, когда его перемещение управления равняется нулю. Такой клапан часто описывается как обнуленный.
Возможно, путем смещения земли золотника, смоделировать клапан, который подстилается (частично открыт в положении нормального клапана) или перекрывается (полностью закрыт не только в положении, но и немного выше нормального положения). Рисунок показывает, для каждого случая, как изменяется доля открытия отверстия при перемещении золотника:
Дело I: Клапан с нулевым перекрытием. Смещение входной дроби равняется нулю. Когда клапан находится в нормальном положении, земля золотника полностью закрывает отверстие.
Случай II: Клапан с отрицательным перекрытием. Смещение входной дроби положительное. Когда клапан находится в нормальном положении, земля золотника закрывает отверстие, но не полностью.
Случай III: Клапан с положительным перекрытием. Смещение входной дроби отрицательное. Участок золотника полностью закрывает отверстие не только в нормальном положении, но и на небольшой области (перемещений золотника) вокруг него.
Управляйте положением в клапанах с нулями, нижележащими и клапанами с положительным перекрытием
Обычно, при захвате клапана для дросселирования или управления приложениями, соответствовать характеристике потока клапана системе, которую он должен регулировать.
Характеристика потока связывает открытие клапана с входом, который производит его, часто перемещение золотника. Здесь открытие выражается как проводимость звука, коэффициент потока или область ограничения (выбор между ними дается в Valve parameterization настройке). Входом управления является фракция открытия отверстия (функция от хода золотника, заданная в порте S).
Характеристика потока обычно задается в установившемся состоянии, с входным отверстием при постоянном, тщательно контролируемом давлении. Эта (присущая) характеристика потока зависит только от клапана, и она может быть линейной или нелинейной, наиболее распространенными примерами которых являются типы быстрого открытия и равного процента. Чтобы захватить такие характеристики потока, блок предоставляет выбор параметризации открытия (заданный в параметры блоков того же имени):
Linear - проводимость звука (C) является линейной функцией фракции открытия отверстия (h). В параметризации клапана по умолчанию Sonic conductanceконечные точки линии получаются при открытии фракций 0 и 1 от Sonic conductance and leakage flow и Sonic conductance at maximum flow параметров блоков.
Tabulated data - проводимость звука является общей функцией (линейной или нелинейной) фракции открытия отверстия. Функция задается в сведенной в табличной форме со столбцами таблицы, выводящими в параметризации клапана по умолчанию из параметров Opening fraction vector и Sonic conductance vector блоков.
(Если настройка Valve parameterization отличается от Sonic conductance, данные проводимости звука получают путем преобразования из выбранной меры открытия клапана - такой как площадь ограничения или коэффициент потока.)
Для управляемых систем важно, чтобы клапан, как только он установлен, был примерно линейным по своей характеристике потока. Эта (установленная) характеристика зависит от остальной части системы - она вообще не такая, как присущая ей характеристика, захваченная в блоке. Например, насос может иметь нелинейную характеристику, которую может адекватно компенсировать только нелинейный клапан, обычно равного типа. Это случаи такого рода, что Tabulated data опция прежде всего цели.
Основная цель утечек состоит в том, чтобы гарантировать, что ни один участок гидросистемы никогда не будет изолирован от отдыха. Изолированные гидравлические секции могут уменьшить числовую робастность модели, замедляя скорость моделирования и, в некоторых случаях, вызывая ее полный отказ. Хотя поток утечек обычно присутствует в реальных клапанах, его точное значение здесь менее важно, чем его небольшое число, больше нуля. Утечки площади потока приведены в параметрах блоков того же имени.
Этот блок является составным компонентом, содержащим один Variable Orifice ISO 6358 (G) блок, соединенный с портами A, B и S, как показано ниже. Обратитесь к этому блоку для получения дополнительной информации о параметризации клапана и вычислениях блоков (для примера, те, которые используются для определения массового расхода жидкости через порты).
2-Way Directional Valve (G) | 3-Way Directional Valve (G) | 4-Way Directional Valve (G) | Variable Orifice ISO 6358 (G)
