Gate Valve

Гидравлический клапан

Библиотека

Клапаны управления потоком

  • Gate Valve block

Описание

Блок Gate Valve моделирует клапан, состоящий из круглого отверстия в корпусе клапана и плоского затвора, который перемещается перпендикулярно оси отверстия. Отверстие в затворе имеет тот же диаметр, что и отверстие в корпусе. Когда затвор перемещается, он открывает или закрывает канал клапана (показан в виде заштрихованной области на следующем рисунке).

Скорость потока жидкости через клапан пропорциональна открытию клапана и перепаду давления на клапане. Скорость потока жидкости определяется согласно следующим уравнениям:

q=CD⋅A(h)2ρΔp(Δp2+pCr2)1/4,

Δp=pA−pB,

h=x0+x

A(h)={Aleakдля h<=0 или h>2D D2⋅(α2−sin(2α)4), α=acos|1−hD|для 0<h<=2D

где

qСкорость потока жидкости
pПерепад давления
p A, p BАбсолютные давления на клеммах блоков
C DКоэффициент расхода потока
A(h)Площадь канала мгновенного отверстия
<reservedrangesplaceholder0> 0Начальное открытие
xПеремещение затвора из начального положения
hОткрытие клапана
DДиаметр отверстия
ρПлотность жидкости
A утечкиПлощадь утечек закрытого клапана
p crМинимальное давление турбулентного течения

Минимальное давление для турбулентного потока, p cr, вычисляется согласно определенному методу перехода из ламинарного режима течения:

  • По отношению давления - переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:

    p cr = (p avg + p atm) (1 - B лам)

    p avg = (p A + p B )/2

    где

    p avgСреднее давление между клеммами блоков
    p атмАтмосферное давление, 101325 Па
    B ламОтношение давления на переходном режиме между ламинарным и турбулентным режимами (Laminar flow pressure ratio значение параметров)

  • По числу Рейнольдса - переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:

    pcr=ρ2(Recr⋅νCD⋅DH)2

    DH=4Aπ

    где

    D HМгновенный гидравлический диаметр клапана
    νКинематическая вязкость жидкости
    Re crКритическое число Рейнольдса (Critical Reynolds number значение параметров)

Связи A и B являются гидравлическими портами. Связь S является портом физического сигнала, который управляет перемещением затвора. Блок имеет положительное направление от порта А до порта B. Это означает, что скорость потока жидкости положительная, если она течет от A до B, и перепад давления определяется как Δp=pA−pB,. Положительный сигнал на порте физического сигнала S открывает клапан.

Основные допущения и ограничения

  • Никакие инерционные эффекты не учитываются.

Параметры

Valve orifice diameter

Диаметр отверстия клапана. Отверстия в корпусе клапана и в затворе имеют одинаковый диаметр. Значение по умолчанию 0.01 м.

Initial opening

Начальное открытие клапана. Параметр может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Значение по умолчанию 0.

Flow discharge coefficient

Полу-эмпирический параметр для характеристики емкости клапана. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно приводится в учебниках или таблицах данных производителя. Значение по умолчанию 0.65.

Laminar transition specification

Выберите для блока режим перехода между ламинарным и турбулентным течениями:

  • Pressure ratio - Переход от ламинарного к турбулентному режиму плавен и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.

  • Reynolds number - переход от ламинарного к турбулентному режиму происходит, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.

Laminar flow pressure ratio

Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами. Значение по умолчанию 0.999. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Pressure ratio.

Critical Reynolds number

Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Вы можете найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках гидравлики. Значение по умолчанию 10. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Reynolds number.

Leakage area

Общая площадь возможных утечек в полностью закрытом клапане. Основной целью параметра является поддержание вычислительной целостности цепи путем предотвращения изоляции фрагмента системы после полного закрытия клапана. Значение значения параметров должно быть больше 0. Значение по умолчанию 1e-12 м ^ 2.

Глобальные параметры

Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:

  • Fluid density

  • Fluid kinematic viscosity

Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать свойства жидкости.

Порты

Блок имеет следующие порты:

A

Гидравлический порт сопоставлен с входным отверстием клапана.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием клапана.

S

Порт физического сигнала, который управляет перемещением затвора. Сигнал, приложенный к этому порту, обрабатывается как поступательное движение, в метрах.

Расширенные возможности

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

.

См. также

| | |

Введенный в R2011b

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте