Pressure-Compensated 3-Way Flow Control Valve (IL)

Трехстороннее управление потоком в изотермической гидравлической системе

Библиотека:
Simscape/Жидкости/Изотермическая жидкость/Клапаны и Отверстия/Регулирующие Клапаны Потока

Описание

Блок Pressure-Compensated 3-Way Flow Control Valve (IL) моделирует управление потоком постоянного давления. Когда давление управления, p A - _p B, достигает или превышает Set orifice pressure differential, компонент сброса базового компенсаторного клапана открывается, чтобы поддерживать давление в блоке.

Открытие клапана управления потоком управляется физическим сигналом, принятым в порту S, который определяет площадь базового блока отверстия. Положительный сигнал открывает клапан. Порт R отводит жидкость в другую часть вашей сети.

Для управления потоком без вентиляции с компенсацией давления смотрите блок Клапан управления потоком с компенсацией давления (IL).

Параметризация отверстия

Вы можете выбрать модель клапана с Orifice parameterization настройкой:

Linear - area vs. control member position является аналитической формулировкой, которая принимает площадь открытия клапана, и орган управления клапана связаны линейно.
Tabulated data - Area vs. control member position представляет собой пользовательскую таблицу данных, которая относится к площади открытия отверстия и перемещению органа управления. Блок запрашивает между точками данных с линейной интерполяцией и использует ближайшую экстраполяцию для точек за контурами таблицы.
Tabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop представляет собой поставляемую пользователем таблицу данных, которая относится к перемещению органа управления, перепаду давления в отверстии и объемной скорости потока жидкости отверстия. Блок запрашивает между точками данных с линейной интерполяцией и использует ближайшую экстраполяцию для точек за контурами таблицы.

Численно-сглаженная площадь и давление

В крайних точках площади постоянного отверстия и области значений давления клапана можно сохранить числовую робастность в симуляции, настроив Smoothing factor блока на ненулевое значение менее 1. Функция сглаживания применяется ко всем вычисленным областям и давлениям, но в основном влияет на симуляцию в крайних пределах этих областей значений.

Нормированная площадь постоянного отверстия вычисляется как:

$\hat{A} = \frac{(A - A_{l e a k})}{(A_{\max} - A_{l e a k})} .$

где:

_Aleak является Leakage area.
_Amax - демпфер Maximum orifice area.

Smoothing factor, f, применяется к нормированной области:

${\hat{A}}_{s m o o t h e d} = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} \sqrt{{\hat{A}}_{}^{2} + {(\frac{f}{4})}^{2}} - \frac{1}{2} \sqrt{{(\hat{A} - 1)}^{2} + {(\frac{f}{4})}^{2}} .$

Сглаженная площадь постоянного отверстия является:

$A_{s m o o t h e d} = {\hat{A}}_{s m o o t h e d} (A_{\max} - A_{l e a k}) + A_{l e a k} .$

Точно так же нормированное давление в клапане:

$\hat{p} = \frac{(p - p_{s e t})}{(p_{\max} - p_{s e t})} .$

где:

_pset является Set orifice pressure differential.
_pmax - сумма Set orifice pressure differential и Pressure compensator valve regulation range.

Сглаживание, приложенное к нормированному давлению:

${\hat{p}}_{s m o o t h e d} = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} \sqrt{{\hat{p}}_{}^{2} + {(\frac{f}{4})}^{2}} - \frac{1}{2} \sqrt{{(\hat{p} - 1)}^{2} + {(\frac{f}{4})}^{2}},$

и сглаженное давление составляет:

$p_{s m o o t h e d} = {\hat{p}}_{s m o o t h e d} (p_{\max} - p_{s e t}) + p_{s e t} .$

Блок

Компенсированный давлением 3-Way клапан управления потоком (IL) построен из блоков Клапан компенсатора давления (IL) и Отверстие (IL).

Трехсторонний клапан управления потоком

Порты

Сохранение

расширить все

`A` - Порт жидкости клапана
изотермическая жидкость

Порт входа или выхода жидкости в трехходовой клапан.

`B` - Порт жидкости отверстия
изотермическая жидкость

Порт входа или выхода жидкости в отверстие.

`R` - Порт жидкости редукционного клапана
изотермическая жидкость

Выходной порт жидкости из редукционного клапана.

Вход

расширить все

`S` - Физический сигнал, в м
физический сигнал

Открытие отверстия в m, задается как физический сигнал.

Параметры

расширить все

`Orifice parameterization` - Метод моделирования открытия отверстия
`Linear - area vs. control member position` (по умолчанию) | `Tabulated data - Area vs. control member position` | `Tabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop`

Метод моделирования открытия отверстия. Открытие параметризовано линейно, что коррелирует площадь открытия с перемещением органа управления; предоставленные пользователем данные, которые коррелируют площадь открытия отверстия с перемещением органа управления; или массивом данных, который коррелирует скорость потока жидкости в клапан с перемещением органа управления и перепадом давления в клапане.

`Control member position at closed orifice` - Смещение поршня управления
`0 m` (по умолчанию) | скаляром

Поршень управления смещения, когда отверстие полностью открыто. Положительное, ненулевое значение указывает на частично закрытое отверстие. Отрицательное, ненулевое значение указывает на перекрывающееся отверстие, которое остается открытым для начального перемещения, заданного физическим сигналом в порту S.

`Control member travel between closed and opened orifice` - Максимальный штрих поршня управления
`5e-3 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Штрих поршня управления, который полностью открывает отверстие.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization равным Linear - area vs. control member position.

`Maximum orifice area` - Максимальная площадь поперечного сечения отверстия
`8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь поперечного сечения отверстия в положении полностью открытого отверстия. Этот параметр используется в качестве верхнего предела для вычислений давления на площади во время симуляции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization равным Linear - area vs. control member position.

`Control member position vector` - Вектор положения открытия
`[0, .002, .007] m` (по умолчанию) | вектор 1- n байта

Вектор расстояний открытия отверстия для табличной параметризации площади открытия отверстия. Векторные элементы должны соответствовать один к одному элементам в параметре Orifice area vector. Элементы перечислены в порядке возрастания, и первый элемент должен быть 0. Линейная интерполяция используется между точками данных таблицы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization равным Tabulated data - Area vs. control member position.

`Orifice area vector` - Вектор площадей открытия
`[1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2` (по умолчанию) | вектор 1- n байта

Вектор площадей открытия клапана для табличной параметризации площади открытия клапана. Векторные элементы должны соответствовать один к одному элементам в параметре Control member position vector. Элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization равным Tabulated data - Area vs. control member position.

`Control member position vector, s` - Вектор перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (по умолчанию) | вектор 1- n байта

Вектор перемещений органа управления для табличной параметризации объемной скорости потока жидкости. Вектор перемещения органа управления образует независимую ось с параметром Pressure drop vector, dp для 3-D зависимого параметра Volumetric flow rate table, q(s,dp). Положительное перемещение соответствует открытию клапана. Значения перечислены в порядке возрастания, и первый элемент должен быть 0. Линейная интерполяция используется между точками данных таблицы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization равным Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop.

`Pressure drop vector, dp` - Вектор значений перепадов давления
`[.3, .5, .7] MPa` (по умолчанию) | вектор 1- n байта

Вектор площадей открытия клапана для табличной параметризации площади открытия клапана. Вектор перепада давления образует независимую ось с параметром Control member position vector, s для параметра 3-D dependent Volumetric flow rate table, q(s,dp). Значения перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0. Линейная интерполяция используется между точками данных таблицы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization равным Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop.

`Volumetric flow rate table, q(s,dp)` - Массив значений объемного расхода
`[1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s` (по умолчанию) | M -by - N массив

Массив объемных скоростей потока жидкости, основанный на независимых значениях перепада давления и расстояния хода золотника. M и N являются размерами соответствующих векторов:

M - количество элементов в параметре Pressure drop vector, dp.
N - количество элементов в параметре Control member position vector, s.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization равным Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop.

`Set orifice pressure differential` - Порог для операции клапана компенсатора
`0.6 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Величина перепада давления, которая запускает открытие или закрытие клапана.

`Pressure compensator valve regulation range` - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления
`1e-4 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь поперечного сечения клапана в его положении полностью открытого отверстия. Этот параметр используется в качестве верхнего предела для вычислений давления на площади во время симуляции.

`Pressure compensator valve maximum area` - Рабочая область давления компенсирующего клапана
`0.1 MPa` (по умолчанию) | скаляром

Рабочее давление области значений клапана. Регулирование давления области значений находится между Set orifice pressure differential и максимальным рабочим давлением клапана.

`Leakage area` - Площадь зазора в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Сумма всех зазоров, когда клапан находится в положении полностью закрытого отверстия. Любая площадь, меньшая этого значения, поддерживается на заданной площади утечек. Это способствует численной устойчивости путем поддержания непрерывности в потоке.

`Discharge coefficient` - Коэффициент расхода
`0.64` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Коэффициент коррекции, который учитывает потери разряда в теоретических потоках.

`Critical Reynolds number` - Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения
`150` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения через клапан.

`Smoothing factor` - Численный коэффициент сглаживания
`0.01` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

Непрерывный коэффициент сглаживания, который вводит слой постепенного изменения отклика потока, когда клапан находится в почти открытом или почти закрытом положении. Установите это значение ненулевым значением меньше единицы, чтобы увеличить стабильность вашей симуляции в этих режимах.

Примеры моделей

Priority Valve Controlling Two Hydraulic Motors

Приоритетный Клапан Управления Двумя Гидравлическими Двигателями

Трехходовой регулирующий клапан с компенсацией давления. Этот клапан поддерживает постоянную скорость потока жидкости через главный гидравлический двигатель, который соединяется с компенсированным давлением выходным отверстием клапана управления потоком. Он действует как приоритетный клапан, отвлекая избыточный поток на вспомогательный гидравлический двигатель, если главный гидравлический двигатель получает достаточно жидкости, чтобы поддерживать заданную скорость вращения. Вспомогательный двигатель полностью отключен, если нет достаточного потока для приведение в действие главного гидравлического двигателя.

См. также

Отверстие (IL) | Клапан компенсатора давления (IL) | Клапан управления потоком с компенсацией давления (IL) | Клапан 3-Way снижения давления (IL) | Челночный клапан (IL)

Введенный в R2020a

Документация

Pressure-Compensated 3-Way Flow Control Valve (IL)

Описание

Параметризация отверстия

Численно-сглаженная площадь и давление

Блок

Порты

Сохранение

A - Порт жидкости клапана изотермическая жидкость

B - Порт жидкости отверстия изотермическая жидкость

R - Порт жидкости редукционного клапана изотермическая жидкость

Вход

S - Физический сигнал, в м физический сигнал

Параметры

Control member position at closed orifice - Смещение поршня управления 0 m (по умолчанию) | скаляром

Control member travel between closed and opened orifice - Максимальный штрих поршня управления 5e-3 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Maximum orifice area - Максимальная площадь поперечного сечения отверстия 8e-5 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Control member position vector - Вектор положения открытия [0, .002, .007] m (по умолчанию) | вектор 1- n байта

Зависимости

Orifice area vector - Вектор площадей открытия [1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2 (по умолчанию) | вектор 1- n байта

Зависимости

Control member position vector, s - Вектор перемещений органа управления [0, .002, .004, .007, .017] m (по умолчанию) | вектор 1- n байта

Зависимости

Pressure drop vector, dp - Вектор значений перепадов давления [.3, .5, .7] MPa (по умолчанию) | вектор 1- n байта

Зависимости

Volumetric flow rate table, q(s,dp) - Массив значений объемного расхода [1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s (по умолчанию) | M -by - N массив

Зависимости

Set orifice pressure differential - Порог для операции клапана компенсатора 0.6 MPa (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Pressure compensator valve regulation range - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления 1e-4 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Pressure compensator valve maximum area - Рабочая область давления компенсирующего клапана 0.1 MPa (по умолчанию) | скаляром

Leakage area - Площадь зазора в положении полностью закрытого отверстия 1e-10 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Discharge coefficient - Коэффициент расхода 0.64 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Critical Reynolds number - Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения 150 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Smoothing factor - Численный коэффициент сглаживания 0.01 (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

Примеры моделей

Приоритетный Клапан Управления Двумя Гидравлическими Двигателями

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` - Порт жидкости клапана
изотермическая жидкость

`B` - Порт жидкости отверстия
изотермическая жидкость

`R` - Порт жидкости редукционного клапана
изотермическая жидкость

`S` - Физический сигнал, в м
физический сигнал

`Control member position at closed orifice` - Смещение поршня управления
`0 m` (по умолчанию) | скаляром

`Control member travel between closed and opened orifice` - Максимальный штрих поршня управления
`5e-3 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum orifice area` - Максимальная площадь поперечного сечения отверстия
`8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Control member position vector` - Вектор положения открытия
`[0, .002, .007] m` (по умолчанию) | вектор 1- n байта

`Orifice area vector` - Вектор площадей открытия
`[1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2` (по умолчанию) | вектор 1- n байта

`Control member position vector, s` - Вектор перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (по умолчанию) | вектор 1- n байта

`Pressure drop vector, dp` - Вектор значений перепадов давления
`[.3, .5, .7] MPa` (по умолчанию) | вектор 1- n байта

`Volumetric flow rate table, q(s,dp)` - Массив значений объемного расхода
`[1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s` (по умолчанию) | M -by - N массив

`Set orifice pressure differential` - Порог для операции клапана компенсатора
`0.6 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pressure compensator valve regulation range` - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления
`1e-4 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pressure compensator valve maximum area` - Рабочая область давления компенсирующего клапана
`0.1 MPa` (по умолчанию) | скаляром

`Leakage area` - Площадь зазора в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Discharge coefficient` - Коэффициент расхода
`0.64` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Critical Reynolds number` - Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения
`150` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Smoothing factor` - Численный коэффициент сглаживания
`0.01` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]