Needle Valve

Гидравлический игольчатый клапан

Библиотека

Клапаны управления потоком

Описание

Блок Needle Valve моделирует отверстие переменного сечения, образованную конической иглой и круглым острым краевым отверстием из тонкого материала.

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

$q = C_{D} \cdot A (h) \sqrt{\frac{2}{ρ}} \frac{Δ p}{{(Δ p^{2} + p_{Cr}^{2})}^{1 / 4}},$

$Δ p = p_{A} - p_{B},$

$h = x_{0} + x$

$h_{\max} = d_{s} \frac{1 - \sqrt{1 - \cos \frac{α}{2}}}{\sin α}$

$A (h) = {\begin{array}{l} A_{l e a k} & для h < = 0 \\ π \cdot (d_{s} - h \cdot \sin \frac{α}{2} \cdot \cos \frac{α}{2}) \cdot h \cdot \sin \frac{α}{2} + A_{l e a k} & для 0 < h < h_{\max} \\ A_{\max} + A_{l e a k} & для h > = h_{\max} \end{array}$

$A_{\max} = \frac{π d_{s}^{2}}{4}$

где

q	Скорость потока жидкости
p	Перепад давления
p A, _p B	Абсолютные давления на клеммах блоков
C D	Коэффициент расхода потока
A(h)	Площадь канала мгновенного отверстия
<reservedrangesplaceholder0> 0	Начальное открытие
x	Перемещение иглы из исходного положения
h	Открытие клапана
h _max	Максимальный штрих иглы
d s	Диаметр отверстия
α	Угол иглы
ρ	Плотность жидкости
A _утечки	Площадь утечек закрытого клапана
A _max	Максимальная площадь открытия клапана
p _cr	Минимальное 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 _avg	Среднее давление между клеммами блоков
p _атм	Атмосферное давление, 101325 Па
B _лам	Отношение 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:

$p_{c r} = \frac{ρ}{2} {(\frac{{Re}_{c r} \cdot ν}{C_{D} \cdot D_{H}})}^{2}$

$D_{H} = \sqrt{\frac{4 A}{π}}$

где

D H	Мгновенный гидравлический диаметр клапана
ν	Кинематическая вязкость жидкости
Re _cr	Критическое число Рейнольдса (Critical Reynolds number значение параметров)

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 $Δ p = p_{A} - p_{B},$ . Положительный сигнал на порте физического сигнала S открывает клапан.

Основные допущения и ограничения

Инерция жидкости не учитывается.
Площадь канала потока принята равной площади поверхности стороны усечения.

Параметры

Valve orifice diameter

Диаметр отверстия клапана. Значение по умолчанию 0.005 м.

Needle cone angle

Угол конической иглы клапана. Значение значения параметров должно быть в область значений от 0 до 180 степеней. Значение по умолчанию 90 степени.

Initial opening

Начальное открытие клапана. Можно задать как положительное, так и отрицательное 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 для управления перемещением золотника.

Расширенные возможности

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

См. также

Ball Valve | Gate Valve | Poppet Valve | Pressure-Compensated Flow Control Valve

Введенный в R2006a

Документация

Needle Valve

Библиотека

Описание

Основные допущения и ограничения

Параметры

Глобальные параметры

Порты

Расширенные возможности

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

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Needle Valve

Библиотека

Описание

Основные допущения и ограничения

Параметры

Глобальные параметры

Порты

Расширенные возможности

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

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

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