Pressure-Compensated Flow Control Valve (IL)

Управление потоком с регулированием давления в изотермической гидравлической системе

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

Описание

Блок Компенсированный Давлением Клапан Управления Потоком (IL) обеспечивает управление потоком постоянного давления через блок Отверстие (IL) через Клапан Компенсатора Давления (IL), соединенный последовательно. Когда давление управления над отверстием, p A - _p B, соответствует или превышает Set orifice pressure differential, восстанавливающий клапан в компоненте компенсатора давления начинает закрываться, что поддерживает давление в отверстии. Для систем с вентиляцией или перенаправлением жидкости в другую часть системы, смотрите блок Компенсированный давлением 3-Way Клапан управления потоком (IL).

Открытие клапана управляется физическим сигналом, принятым в порту S. Положительный сигнал открывает клапан.

Схема клапана управления потоком

Численно-сглаженная площадь и давление

В крайних точках площади постоянного отверстия и области значений давления клапана можно поддерживать числовую робастность в симуляции, настраивая Smoothing factor блока. 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:

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

Параметризация отверстия

Установка значения Orifice parameterization:

Linear - area vs. control member position принимает, что положение золотника и площадь открытия отверстия связаны линейно.
Tabulated data - Area vs. control member position интерполирует предоставленные пользователем данные между площадью открытия отверстия и перемещения органа управления с потенциально нелинейной зависимостью.
Tabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop интерполирует объемную скорость потока жидкости отверстия непосредственно из предоставленных пользователем данных между перемещением органа управления, перепадом давления отверстия и объемной скорости потока жидкости отверстия.

Порты

Сохранение

расширить все

`A` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

Точка входа или выхода жидкости в клапан.

`B` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

Точка входа или выхода жидкости в клапан.

Вход

расширить все

`S` - Физический сигнал, в м
физический сигнал

Открытие отверстия в м, возвращается как физический сигнал. Положительный сигнал открывает отверстие.

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 travel between closed and open valve` - 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 travel.

`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 travel.

`Control member position at closed valve` - Смещение поршня управления
`0 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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.

Зависимости

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

`Control member position vector` - Вектор расстояний перемещения поршня управления
`[0, .002, .007]` (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) | скаляром

Величина перепада давления, которая запускает открытие или закрытие клапана.

`Pressure compensator valve regulation range` - 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.

`Pressure compensator valve maximum area` - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления
`1.5 * 8e-5 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.

`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

Схема Гидравлического Выпрямителя Потока

Схема выпрямителя потока с четырьмя обратными клапанами и клапаном управления потоком. Он используется, чтобы позволить одному клапану управления потоком управлять потоком жидкости в обоих направлениях. Подобно схеме Граэца, реализованной с диодами, обратные клапаны расположены таким образом, что поток всегда проходит через клапан регулирования потока в одном направлении. В Подсистеме Отверстий существуют еще два обратных клапана, которые используются для выбора отверстия, через которое проходит поток в зависимости от направления потока.

См. также

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

Введенный в R2020a

Документация

Pressure-Compensated Flow Control Valve (IL)

Описание

Численно-сглаженная площадь и давление

Параметризация отверстия

Порты

Сохранение

`A` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

`B` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

Вход

`S` - Физический сигнал, в м
физический сигнал

Параметры

`Control member travel between closed and open valve` - 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 at closed valve` - Смещение поршня управления
`0 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Control member position vector` - Вектор расстояний перемещения поршня управления
`[0, .002, .007]` (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) | скаляром

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

`Pressure compensator valve maximum area` - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления
`1.5 * 8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`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

Схема Гидравлического Выпрямителя Потока

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Pressure-Compensated Flow Control Valve (IL)

Описание

Численно-сглаженная площадь и давление

Параметризация отверстия

Порты

Сохранение

A - Порт жидкости изотермическая жидкость

B - Порт жидкости изотермическая жидкость

Вход

S - Физический сигнал, в м физический сигнал

Параметры

Control member travel between closed and open valve - 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 at closed valve - Смещение поршня управления 0 m (по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Control member position vector - Вектор расстояний перемещения поршня управления [0, .002, .007] (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) | скаляром

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

Pressure compensator valve maximum area - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления 1.5 * 8e-5 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Схема Гидравлического Выпрямителя Потока

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

`B` - Порт жидкости
изотермическая жидкость

`S` - Физический сигнал, в м
физический сигнал

`Control member travel between closed and open valve` - 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 at closed valve` - Смещение поршня управления
`0 m` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Control member position vector` - Вектор расстояний перемещения поршня управления
`[0, .002, .007]` (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) | скаляром

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

`Pressure compensator valve maximum area` - Площадь полностью открытого клапана компенсатора давления
`1.5 * 8e-5 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина

`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]