Check Valve (G)

Клапан для ограничения потока одним (прямым) направлением

Библиотека:
Simscape/Жидкости/Газ/Клапаны и Отверстия/Регулирующие Клапаны Направления

Описание

Блок Check Valve (G) моделирует отверстие с однонаправленным механизмом открытия, чтобы предотвратить нежелательный обратный поток. Механизм открытия, часто подпружиненный по проекту, реагирует на давление (обычно), открывая отверстие, когда градиент давления через него падает от входного отверстия (порт A) до выхода (порт B), но заставляет его закрыться в противном случае. Обратные клапаны защищают компоненты выше по потоку от скачков давления, скачков температуры и (в реальных системах) химических загрязнений, происходящих из точек ниже по потоку.

Клапан открывается на степени, начиная с давления открытия и продолжая до конца области значений значений регулирования давления. Давления открытия дают начальное сопротивление, из-за трения или упругих сил, что клапан должен преодолеть, чтобы открыть щепку (или открыть трещину). Ниже этого порога клапан закрыт и может проходить только утечка. После окончания области значений значений регулирования давления клапан полностью открыт, а поток на максимуме (определяется текущими условиями).

Давления открытия принимают важную роль в обратных клапанах, установленных вверх тормашками. Там, вес запорного элемента - такого как мяч или поршень - и повышения высоты жидкости может действовать, чтобы открыть клапан. (Повышение высоты может возникнуть в модели из трубопровода в восходящем направлении входного отверстия, когда расположено вертикально или с учетом наклона.) Достаточные давления открытия мешают клапану открываться непреднамеренно, даже если помещен в невыгодный угол.

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.

Управляйте и другие давления

Давление, на которое реагирует клапан, является его давлением управления. В типичном запорном клапане (и по умолчанию в этом блоке) это давление является перепадом между входным и выходным отверстиями. Эта настройка гарантирует, что клапан на самом деле закроется, если направление потока должно измениться назад.

Для особых случаев предусмотрено альтернативное управляющее давление: абсолютное давление на входном отверстии. Используйте его, если вы знаете, что входное отверстие всегда будет при более высоком давлении, чем выходное отверстие (для примера, когда входное отверстие соединяется с источником давления, таким как насос).

Можно выбрать соответствующее давление управления для модели - или Pressure differential, или Pressure at port A (gauge)- использование выпадающего списка Pressure control specification .

Pressure Differential

Когда параметр Pressure control specification установлен в Pressure differentialдавление управления определяется как:

$p_{Ctl} = p_{A} - p_{B},$

где p - текущее давление. Нижний индекс Ctl обозначает управляющее значение и нижние индексы A и B входное и выходное отверстия, соответственно. Давления в порте являются мгновенными значениями, определенными (при абсолютном нуле) во время симуляции. Давления открытия также определяются как:

$P_{Crk} = {[P_{A} - P_{B}]}_{Crk},$

где P является параметром постоянного давления. Нижний индекс Crk обозначает значение открытия (здесь дифференциал). Термин в круглых скобках получен как константа из Cracking pressure differential параметров блоков. Точно так же для максимального давления клапана (при котором клапан полностью открыт):

$P_{Max} = {[P_{A} - P_{B}]}_{Max},$

где индекса Max обозначает максимальное значение клапана. Здесь также термин в круглых скобках получен как константа, из Maximum opening pressure differential параметров блоков.

Pressure at port A

Когда параметр Pressure control specification установлен в Pressure at port A, давление управления вычисляется как:

$p_{Ctl} = p_{A} .$

Давление в порте является мгновенным значением, определенным (при абсолютном нуле) во время симуляции. Для давления открытия:

$P_{Crk} = P_{A,Crk} + P_{Atm},$

где индекса A,Crk обозначает значение открытия, заданное как абсолютное давление в порте A. Это значение получается как константа из Cracking pressure (gauge) параметров блоков. Нижний индекс Atm обозначает атмосферное значение (заданное в Gas Properties (G) блоке модели). Максимальное давление клапана:

$P_{Max} = P_{A,Max} + P_{Atm},$

где индекса A,Max обозначает максимальное значение, заданное как абсолютное давление в порте A. Это значение получается как константа из Maximum opening pressure (gauge) параметров блоков.

Управление перерегулированием давления

Степень, до которой давление управления превышает давления открытия, определяет, насколько клапан откроется. Перерегулирование давления выражается здесь как часть (ширины) области значений значений регулирования давления:

$\hat{p} = \frac{p_{Ctl} - P_{Crk}}{P_{Max} - P_{Crk}} .$

Давление управления (p _Ctl), давления открытия (_{p Set}) и максимальное давление открытия _(P Max) соответствуют выбранной спецификации давления управления (Pressure differential или Pressure at port A).

Дробь - технически, перерегулирование нормировано - оценивается как 0 в полностью закрытом клапане и 1 в полностью открытом клапане. Если при вычислении должно быть возвращено значение за пределами этих границ, вместо этого используется ближайшее из двух. (Другими словами, фракция насыщается при 0 и 1.)

Численное сглаживание

Нормированное давление управления, p, охватывает три области давления. Ниже давления открытия клапана его значение является постоянным нулем. Выше максимального давления того же, это 1. В промежутке он изменяется, как линейная функция (эффективного) управляющего давления, p _Ctl.

Переходы между областями резкие, их склоны прерывистые. Они ставят задачу перед решателями с переменным шагом (сортировка, обычно используемая с моделями Simscape). Чтобы точно захватить разрывы, упомянутые в некоторых контекстах как события пересечения нуля, решатель должен уменьшить свой временной шаг, ненадолго остановившись во время пересечения в порядок, чтобы пересчитать свою якобианскую матрицу (представление зависимостей между переменными состояния модели и их производными по времени).

Эта стратегия решателя эффективна и устойчива, когда присутствуют разрывы. Это делает решатель менее склонным к ошибкам сходимости - но это может значительно продлить время, необходимое для завершения запуска симуляции, возможно, чрезмерно так для практического использования в симуляции в реальном времени. Альтернативным подходом, используемым здесь, является полное устранение разрывов.

Нормализованное перерегулирование давления с резкими переходами

Блок удаляет разрывы путем сглаживания их в заданной временной шкале. Сглаживание, которое добавляет небольшое искажение нормализованному давлению на входе, гарантирует, что клапан ослабнет в свои предельные положения, а не защелкнется (резко) в них. Сглаживание опционально: можно отключить его, установив для него шкалу времени нуля. Форма и шкала сглаживания, при применении, частично получают из кубических полиномов:

$λ_{L} = 3 {\bar{p}}_{L}^{2} - 2 {\bar{p}}_{L}^{3}$

$λ_{R} = 3 {\bar{p}}_{R}^{2} - 2 {\bar{p}}_{R}^{3},$

где

${\bar{p}}_{L} = \frac{\hat{p}}{Δ p^{*}}$

${\bar{p}}_{R} = \frac{\hat{p} - (1 - Δ p^{*})}{Δ p^{*}} .$

В уравнениях:

λ L является выражением сглаживания для перехода от максимально закрытого положения.
λ R является выражением сглаживания для перехода от положения полностью открытого отверстия.
Δp^* - (бесчисленная) характеристическая ширина области сглаживания давления:

$Δ p^{*} = f^{*} \frac{1}{2},$
где f^* - коэффициент сглаживания, оцениваемый между 0 и 1 и получены из параметров блоков того же имени.
Когда коэффициент сглаживания 0нормированное давление входного отверстия остается в исходном виде - сглаживание не выполняется - и его переходы остаются резкими. Когда это 1сглаживание охватывает всюсь область значений регулирования давления (с нормализованным давлением на входе, принимающим форму S-кривой).
При промежуточных значениях сглаживание ограничивается частью этой области значений. Значение 0.5для примера сглаживает переходы на четверть области значений регулирования давления с каждой стороны (для общей гладкой области в половину области значений регулирования).

Сглаживание добавляет к нормированному перерегулированию давления две новые области - одну для плавного перехода слева, другую для правого, давая в общей сложности пять областей. Они выражены в кусочно-линейной функции:

${\hat{p}}^{*} = {\begin{array}{l} 0, & \hat{p} \leq 0 \\ \hat{p} λ_{L}, & \hat{p} < Δ P^{*} \\ \hat{p}, & \hat{p} \leq 1 - Δ P^{*} \\ \hat{p} (1 - λ_{R}) + λ_{R}, & \hat{p} < 1 \\ 1 & \hat{p} \geq 1 \end{array},$

где звездочка обозначает сглаженную переменную (нормализованное давление управления перерегулирования). Рисунок показывает эффект сглаживания на резкости переходов.

Проводимость звука

Когда нормированное давление управления изменяется во время симуляции, также изменяется массовый расход жидкости через клапан. Связь между этими двумя переменными, однако, косвенная. Массовый расход жидкости определяется терминами проводимости звука клапана, и именно эта величина определяется нормализованным давлением на входе.

Проводимость звука, если вы с ней незнакомы, описывает легкость, с которой газ будет течь, когда он будет подавлен - когда его скорость на теоретическом максимуме (локальная скорость звука). Его измерение и вычисление подробно описаны в стандарте ISO 6358 (на котором основан этот блок).

В таблицах данных клапана обычно указывается только одно значение: значение, взятое в установившемся состоянии в положении полностью открытого отверстия. Это то же самое, что и в параметре Sonic conductance at maximum flow, когда задана Valve parameterization Sonic conductance. Для значений в области значений открытия клапана этот максимум масштабируется нормализованным перерегулированием давления:

$C = (C_{Max} - C_{Min}) \hat{p} + C_{Min},$

где C - проводимость звука и нижние индексы Max и Min обозначить его значения в полностью открытом и полностью закрытом клапане.

Другие параметризации

Поскольку проводимость звука может быть недоступна (или самый удобный выбор для вашей модели), блок обеспечивает несколько эквивалентных параметризаций. Используйте раскрывающийся список Valve parameterization, чтобы выбрать лучшее для имеющихся данных. Параметризации:

Restriction area
Sonic conductance
Cv coefficient (USCS)
Kv coefficient (SI)

Параметризации отличаются только данными, которые они требуют от вас. Их массовые расходы жидкости расчеты все еще основаны на проводимости звука. Если вы выбираете параметризацию, отличную от Sonic conductanceзатем блок преобразует альтернативные данные - (вычисленную) площадь открытия или (заданный) коэффициент потока - в эквивалентную проводимость звука.

Коэффициенты Потока

Коэффициенты потока измеряют, что есть, в нижней части, то же количество - скорость потока жидкости через клапан при некоторой согласованной температуре и перепаде давления. Они отличаются только стандартными условиями, используемыми в их определении, и физическими единицами измерения, используемыми в их выражении:

C v измеряется при общепринятой температуре 60 ℉ и перепад давления 1 PSI; выражается в имперских модулях US gpm. Это коэффициент потока, используемый в модели, когда Valve parameterization параметров блоков установлено на Cv coefficient (USCS).
K v измеряется при общепринятой температуре 15 ℃ и перепад давления 1 bar; выражается в метрических модулях m³/ ч. Это коэффициент потока, используемый в модели, когда Valve parameterization параметров блоков установлено на Kv coefficient (SI).

Проводимость звука

Если параметризация клапана установлена в Cv Coefficient (USCS), проводимость звука вычисляется в максимально закрытом и полностью открытом положении клапана из параметров Cv coefficient (SI) at maximum flow и Cv coefficient (SI) at leakage flow блоков:

$C = (4 \times 10^{- 8} C_{v}) m^{3} / (s P a),$

где C v - значение коэффициента потока на максимальном или утечке. Дозвуковой индекс, m, установлен в 0.5 и критическое отношение давления, b _cr, устанавливается равным 0.3. (Они используются в вычислениях массового расхода, приведенных в разделе Momentum Balance.)

Если на Kv coefficient (SI) вместо этого используется параметризация, проводимость звука вычисляется в тех же положениях клапана (максимально закрытом и полностью открытом) из параметров Kv coefficient (USCS) at maximum flow и Kv coefficient (USCS) at leakage flow блоков:

$C = (4.758 \times 10^{- 8} K_{v}) m^{3} / (s P a),$

где K v - значение коэффициента потока на максимальном или утечке. Дозвуковой индекс, m, установлен в 0.5 и критическое отношение давления, b _cr, устанавливается равным 0.3.

Для Restriction area параметризация, проводимость звука вычисляется (в тех же положениях клапана) из Maximum opening area, и Leakage area параметров блоков:

$C = (0.128 \times 4 S / π) L / (s b a r),$

где S - площадь открытия на максимальном или утечке. Дозвуковой индекс, m, установлен в 0.5 в то время как критическое отношение давления, b _cr вычисляется из выражения:

$0.41 + 0.272 {[\frac{\hat{p} (S_{Max} - S_{Leak}) + S_{Leak}}{S}]}^{0.25} .$

Баланс импульса

Причины падения давления, происходящих в каналах клапана, проигнорированы в блоке. Безотносительно их характера - внезапных изменений сечения, искривлений линии потока - только их совокупный эффект рассматривается во время симуляции. Этот эффект полностью отражается на проводимости звука клапана (или на данных переменных параметров клапана).

Массовый расход жидкости

Когда поток дросселируется, массовый расход жидкости является функцией проводимости звука клапана и термодинамических условий (давления и температуры), установленных на входном отверстии. Функция линейна по отношению к давлению:

${\dot{m}}_{ch} = C ρ_{0} p_{in} \sqrt{\frac{T_{0}}{T_{in}}},$

где:

C - проводимость звука внутри клапана. Его значение получается из параметров блоков того же имени или путем преобразования других параметров блоков (точный источник в зависимости от настройки Valve parameterization).
ρ - плотность газа, здесь при стандартных условиях (нижний индекс 0), полученный из Reference density параметры блоков.
p - абсолютное давление газа, здесь соответствующее входному отверстию (in).
T - температура газа на входе (in) или при стандартных условиях (0), последний получен из Reference temperature параметров блоков.

Когда поток является дозвуковым, и, следовательно, больше не дросселируется, массовый расход жидкости становится нелинейной функцией давления - и того, и другого во входном отверстии, и пониженного значения на выходе. В турбулентном режиме течения (с давлением на выходе, содержащимся в отношении противодавления клапана), массовый расход жидкости выражение является:

${\dot{m}}_{tur} = C ρ_{0} p_{in} \sqrt{\frac{T_{0}}{T_{in}}} {[1 - {(\frac{p_{r} - b_{cr}}{1 - b_{cr}})}^{2}]}^{m},$

где:

p r - отношение противодавления или соотношение между давлением на выходе (_{p наружу}) и давлением на входе _(p в):

$P_{r} = \frac{p_{out}}{p_{in}}$
b _cr - критический коэффициент давления, при котором поток становится дроссельным. Его значение получается из параметров блоков того же имени или путем преобразования других параметров блоков (точный источник в зависимости от настройки Valve parameterization).
m - дозвуковой индекс, эмпирический коэффициент, используемый для более точной характеристики поведения дозвуковых потоков. Его значение получается из параметров блоков того же имени или путем преобразования других параметров блоков (точный источник в зависимости от настройки Valve parameterization).

Когда поток является ламинарным (и все еще дозвуковым), выражение массового расхода жидкости жидкости изменяется на:

${\dot{m}}_{lam} = C ρ_{0} p_{in} [\frac{1 - p_{r}}{1 - b_{lam}}] \sqrt{\frac{T_{0}}{T_{in}}} {[1 - {(\frac{b_{lam} - b_{cr}}{1 - b_{cr}})}^{2}]}^{m}$

где b _lam - критическое отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами (полученное из параметра Laminar flow pressure ratio блока). Объединение выражений массового расхода жидкости жидкости в одну (кусочно) функцию, дает:

$\dot{m} = {\begin{array}{l} {\dot{m}}_{бегство}, & b_{lam} \leq p_{r} < 1 \\ {\dot{m}}_{tur}, & b_{cr} \leq p_{r} < p_{lam} \\ {\dot{m}}_{ch}, & p_{r} < b_{Cr} \end{array},$

при верхней строке, соответствующей дозвуковому и ламинарное течение, средняя строка к дозвуковому и турбулентному потоку, а нижняя часть строки к дроссельному (и, следовательно, звуковому) потоку.

Баланс массы

Объем жидкости в клапане, и, следовательно, его масса, приняты, очень маленькими, и это, для моделирования целей, проигнорировано. В результате никакое количество газа не может накопиться там. По принципу сохранения массы массовый расход жидкости в клапан через один порт должен равняться расходу из клапана через другой порт:

${\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = 0,$

где $\dot{m}$ задается как массовый расход жидкости 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 стенкой, которая его окружает, не может происходить теплообмен. Никакие работы не выполняются на или газом, когда он проходит от входного отверстия до выхода. При этих предположениях энергия может течь только с помощью advection, через порты A и B. По принципу сохранения энергии сумма энергетических потоков в портах должна тогда всегда равняться нулю:

$ϕ_{A} + ϕ_{B} = 0,$

где ϕ определяется как скорость потока жидкости энергии в клапан через один из портов (A или B).

Порты

Сохранение

расширить все

`A` - Вход в клапан
газ

Открытие, посредством которого рабочая жидкость должна войти в клапан.

`B` - Вход в клапан
газ

Открытие, посредством которого рабочая жидкость должна выйти из клапана.

Параметры

расширить все

`Pressure control specification` - Выбор измерения давления для использования в качестве сигнала управления клапаном
`Pressure differential` (по умолчанию) | `Pressure at port A`

Выбор измерения давления для использования в качестве сигнала управления клапаном. Блок использует эту настройку, чтобы определить, когда клапан должен начать открываться. В настройке по умолчанию (Pressure differential), давление открытия клапана выражается как перепад давления между входным и выходным отверстиями. В альтернативной настройке (Pressure at port A), выражается как абсолютное давление на входе.

`Cracking pressure differential` - Перепад давления, от входного отверстия до выхода, требуемый для открытия клапана
`0.01 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Минимальный перепад давления между входным и выходным отверстиями, требуемый для открытия клапана. Это значение знаменует начало перепада давления области значений клапана (над которым он постепенно открывается, чтобы допустить увеличение потока).

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда параметр Pressure control specification установлен в Pressure differential.

`Maximum opening pressure differential` - Перепад давления, от входного отверстия до выхода, при котором клапан полностью открыт
`0.02 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Перепад давления между входным и выходным отверстиями, при котором клапан полностью открыт. Это значение помечает конец перепада давления области значений клапана (над которым то же самое постепенно открывается, чтобы допустить увеличение потока).

Зависимости

`Cracking pressure (gauge)` - Минимальное давление на входе, необходимое для открытия клапана
`0.01 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Минимальное абсолютное давление на входе (порт A), необходимое для открытия клапана. Это значение отмечает начало области значений давления клапана (над которым то же самое постепенно открывается, чтобы допустить увеличение потока).

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда параметр Pressure control specification установлен в Pressure at port A.

`Maximum opening pressure (gauge)` - Перепад давления, от входного отверстия до выхода, при котором клапан полностью открыт
`0.02 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Зависимости

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

Выбор метода ISO для использования при вычислении массового расхода жидкости. Все вычисления основаны на Sonic conductance параметризации; если выбрана другая опция, данные, указанные в, преобразуются в эквивалентную проводимость звука, отношение критического давления и дозвуковой индекс. Для получения дополнительной информации о преобразовании см. описание блока.

Этот параметр определяет, какие меры открытия клапана вы должны задать - и, следовательно, какие из этих мер появляются как параметры в диалоговом окне блока.

`Sonic conductance at maximum flow` - Мера максимальной скорости потока жидкости жидкости при начальных условиях в восходящем направлении
`1.6 l/s/bar` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах объема/времени/давления

Эквивалентная мера максимальной скорости потока жидкости, пропускаемой через клапан при некоторых начальных условиях входного отверстия, обычно описанных в ISO 8778. Поток на максимуме, когда клапан полностью открыт, и скорость потока подавлена (он насыщается с локальной скоростью звука). Это значение обычно указывается производителями в технических таблицах данных.

Проводимость звука определяется как отношение массового расхода жидкости через клапан к продукту давления и плотности перед входным отверстием клапана. Этот параметр часто упоминается в литературе как C-значение.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Sonic conductance.

`Sonic conductance at leakage flow` - Измерение минимального расхода жидкости при начальных условиях в восходящем направлении
`1e-5 l/s/bar` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах объема/времени/давления

Эквивалентная мера минимальной скорости потока жидкости, пропускаемой через клапан при некоторых начальных условиях входного отверстия, обычно описанных в ISO 8778. Поток находится на минимуме, когда клапан максимально закрыт, и только небольшая площадь утечек - из-за дефектов уплотнения, скажем, или естественных допусков клапана - остается между его портами.

Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызывает проблемы симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно, что это (очень маленькое) число, больше нуля.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Sonic conductance.

`Critical pressure ratio` - Отношение противодавления при начальных условиях в восходящем направлении, при котором скорость потока жидкости является максимальной
`0.3` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Отношение давления ниже по потоку к абсолютному давлению выше по потоку, при котором поток становится подавленным (и его скорость становится насыщенной при локальной скорости звука). Этот параметр часто упоминается в литературе как b-значение. Введите число, больше или равное нулю и меньше, чем Laminar flow pressure ratio параметров блоков.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Sonic conductance.

`Subsonic index` - Экспонента, используемая для более точной характеристики потока в дозвуковом режиме
`0.5` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Эмпирический экспонент, используемый для более точного вычисления массового расхода жидкости через клапан, когда поток дозвуковой. Этот параметр иногда упоминается как m-индекс. Его значение приблизительно 0.5 для клапанов (и других компонентов), пути потока которых фиксированы.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Sonic conductance.

`Cv coefficient (USCS) at maximum flow` - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в стандартных модулях США
`0.4` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах ft ^ 3/min

Коэффициент потока полностью открытого клапана, выраженный в обычных модулях ft в США³/ min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда управляется заданным перепадом давления. Это значение обычно указывается производителями в технических таблицах данных.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Cv coefficient (USCS).

`Cv coefficient (USCS) at leakage flow` - Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в стандартных модулях США
`1e-6` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах ft ^ 3/min

Коэффициент потока максимально закрытого клапана, выраженный в обычных модулях ft в США³/ min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда управляется заданным перепадом давления.

Цель этого параметра состоит, в основном, в том, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызывает проблемы симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно, что это (очень маленькое) число, больше нуля.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Cv coefficient (USCS).

`Kv coefficient (SI) at maximum flow` - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в единицах СИ
`0.3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах m ^ 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 управляется заданным перепадом давления. Это значение обычно указывается производителями в технических таблицах данных.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Kv coefficient (SI).

`Kv coefficient (SI) at leakage flow` - Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в единицах СИ
`1e-6` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах m ^ 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 управляется заданным перепадом давления.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Kv coefficient (SI).

`Maximum opening area` - Площадь открытия в положении полностью открытого отверстия из-за дефектов уплотнения
`1e-4 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Площадь открытия клапана в положении полностью открытого отверстия, когда клапан на верхнем пределе области значений значений регулирования давления. Блок использует этот параметр, чтобы масштабировать выбранную меру открытия клапана - проводимость звука, скажем, или C V коэффициент потока - во всей области значений значений регулирования давления.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Restriction area.

`Leakage area` - Площадь открытия в максимально закрытом положении из-за дефектов уплотнения
`1e-12 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Площадь открытия клапана в максимально закрытом положении, когда остается только внутренние утечки между портами. Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызывает проблемы симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно, что это (очень маленькое) число, больше нуля.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Restriction area.

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь, нормальная к пути потока в портах клапана
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Площадь , перпендикулярная линии потока в портах клапана. Порты приняты одинаковыми в размере. Площадь потока, заданная здесь, должна идеально совпадать с площадями входных отверстий смежных компонентов.

`Laminar flow pressure ratio` - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным
`0.999` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Отношение давления, при котором поток переходит между режимами ламинарного и турбулентного течения. Отношение давления является долей абсолютного давления ниже по потоку от клапана над тем, что только выше по потоку от него. Поток ламинарен, когда фактическое отношение давления выше порога, заданного здесь, и турбулентен, когда он ниже. Типичные значения варьируются от 0.995 на 0.999.

`Reference temperature` - эталонная температура ISO 8778
`293.15 K` (по умолчанию) | скаляр в единицах измерения температуры

Температура в стандартной ссылке, заданная как 293,15 K в ISO 8778.

`Reference density` - эталонная плотность ISO 8778
`1.185` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах измерения массы/объема

Плотность в стандартной ссылке, заданная как 1,185 кг/м3 в ISO 8778.

`Smoothing factor` - Количество сглаживания для применения функции площади открытия клапана
`0` (по умолчанию)

Количество сглаживания для применения функции площади открытия клапана. Этот параметр определяет ширины областей, которые будут сглаживаться - один расположен при положении полностью открытого отверстия, другой при положении полностью закрытого отверстия.

Сглаживание накладывает на каждую область функции площади открытия нелинейный сегмент (функцию полинома третьего порядка, из которой возникает сглаживание). Чем больше значение, заданное здесь, тем больше сглаживание, и тем шире становятся нелинейные сегменты.

По значение по умолчанию 0сглаживание не применяется. Переходы к максимально закрытым и положениям полностью открытого отверстия затем вводят разрывы (связанные с пересечениями нулем), которые имеют тенденцию замедлять скорость моделирования.

Примеры моделей

Антагонистический привод мускулатуры МакКиббена

Эта демонстрация показывает приведение в действие мышц, основанное на двух приводах воздушных мышц (или искусственных мышц Маккиббена) в антагонистической связи. Приводы воздушной мышцы соединены с противоположными сторонами рычага. 4-сторонний направленный клапан управляется электромеханическим приводом клапана. В 4-стороннем направлении, когда пути высокого давления P-A и возврата линия B-T открыты, верхний привод воздушной мышцы сжимается и заставляет нижний привод воздушной мышцы с противоположной стороны продолжаться. Точно так же, когда путь P-B высокого давления и линия A-T возврата открываются, нижний привод воздушной мышцы начинает сжиматься и заставляет вытягивать верхний привод воздушной мышцы. Колебательные движения мышц преобразуются в угловое вращение выходной нагрузки, соединенной с механическим редактированием, смоделированным кривошипами ползунка.

Документация

Check Valve (G)

Описание

Управляйте и другие давления

Управление перерегулированием давления

Проводимость звука

Баланс импульса

Баланс массы

Энергетический баланс

Порты

Сохранение

A - Вход в клапан газ

B - Вход в клапан газ

Параметры

Pressure control specification - Выбор измерения давления для использования в качестве сигнала управления клапаном Pressure differential (по умолчанию) | Pressure at port A

Зависимости

Зависимости

Cracking pressure (gauge) - Минимальное давление на входе, необходимое для открытия клапана 0.01 MPa (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Зависимости

Зависимости

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

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Subsonic index - Экспонента, используемая для более точной характеристики потока в дозвуковом режиме 0.5 (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Kv coefficient (SI) at maximum flow - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в единицах СИ 0.3 (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах m ^ 3/ч

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Leakage area - Площадь открытия в максимально закрытом положении из-за дефектов уплотнения 1e-12 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Зависимости

Cross-sectional area at ports A and B - Площадь, нормальная к пути потока в портах клапана 0.01 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Laminar flow pressure ratio - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным 0.999 (по умолчанию) | положительный безюнитный 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) | положительная скалярная величина в единицах измерения массы/объема

Smoothing factor - Количество сглаживания для применения функции площади открытия клапана 0 (по умолчанию)

Примеры моделей

Антагонистический привод мускулатуры МакКиббена

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + + Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` - Вход в клапан
газ

`B` - Вход в клапан
газ

`Pressure control specification` - Выбор измерения давления для использования в качестве сигнала управления клапаном
`Pressure differential` (по умолчанию) | `Pressure at port A`

`Cracking pressure (gauge)` - Минимальное давление на входе, необходимое для открытия клапана
`0.01 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

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

`Subsonic index` - Экспонента, используемая для более точной характеристики потока в дозвуковом режиме
`0.5` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

`Leakage area` - Площадь открытия в максимально закрытом положении из-за дефектов уплотнения
`1e-12 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

`Cross-sectional area at ports A and B` - Площадь, нормальная к пути потока в портах клапана
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

`Laminar flow pressure ratio` - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным
`0.999` (по умолчанию) | положительный безюнитный 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) | положительная скалярная величина в единицах измерения массы/объема

`Smoothing factor` - Количество сглаживания для применения функции площади открытия клапана
`0` (по умолчанию)

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®