Exponenta Banner

Orifice with Variable Area Slot

Гидравлическое отверстие переменного сечения с прямоугольного отверстия

Библиотека

Отверстия

  • Orifice with Variable Area Slot block

Описание

Блок моделирует отверстие переменного сечения, созданную цилиндрическим золотником с острыми краями и прямоугольным отверстием в втулку. Скорость потока жидкости через отверстие пропорциональна открытию отверстия и перепаду давления на нем. Скорость потока жидкости определяется согласно следующим уравнениям:

q=CD⋅A(h)2ρΔp(Δp2+pCr2)1/4,

Δp=pA−pB,

h=x0+x·or

A(h)={Aleakесли b⋅h<Aleakb⋅hиначе 

где

qСкорость потока жидкости
pПерепад давления
p A, p BАбсолютные давления на клеммах блоков
C DКоэффициент расхода потока
A(h)Площадь канала мгновенного отверстия
bШирина паза отверстия
<reservedrangesplaceholder0> 0Начальное открытие
xПеремещение золотника из начального положения
hОткрытие отверстия
orИндикатор ориентации отверстия. Переменная принимает значение + 1, если перемещение золотника в глобально присвоенном положительном направлении открывает отверстие, и -1, если положительное движение уменьшает открытие.
ρПлотность жидкости
A утечкиПлощадь утечек закрытого отверстия
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 HГидравлический диаметр мгновенного отверстия
    νКинематическая вязкость жидкости
    Re crКритическое 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 Δp=pA−pB,. Положительный сигнал на порте физического сигнала S открывает или закрывает отверстие в зависимости от значения Orifice orientation параметра.

Основные допущения и ограничения

  • Инерция жидкости не учитывается.

Параметры

Orifice width

Ширина прямоугольного отверстия. Значение по умолчанию 1e-2 м.

Flow discharge coefficient

Полуэмпирический параметр для емкостной характеристики отверстия. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия и обычно приводится в учебниках или таблицах данных производителя. Значение по умолчанию 0.7.

Initial opening

Начальное открытие отверстий. Параметр может быть положительным (приоткрытое отверстие), отрицательным (перекрывающееся отверстие) или равным нулю для установки нулевого перекрытия. Значение начального открытия не зависит от ориентации отверстия. Значение по умолчанию 0.

Orifice orientation

Параметр введен, чтобы задать эффект движения поршня управления отверстием на открытие клапана. Параметр может быть установлен в одну из двух опций: Opens in positive direction или Opens in negative direction. Значение Opens in positive direction задает отверстие, поршень управления которого открывает клапан, когда он смещен в глобальное положительное направление. Параметр чрезвычайно полезен для построения клапанной кромки распределителя со всеми отверстиями, управляемыми одним и тем же золотником. Значение по умолчанию Opens in positive direction.

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 12. 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.

 Ограниченные параметры

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 отверстия.

B

Гидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием отверстия.

S

Порт физического сигнала для управления перемещением золотника.

Скорость потока жидкости положительная, если жидкость течет из порта A в порт B. Положительный сигнал на порте физического сигнала S открывает или закрывает отверстие в зависимости от значения Orifice orientation параметра.

Расширенные возможности

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

.

См. также

| | | | |

Введенный в R2006a

Документация Simscape Fluids

Поддержка