Pressure Relief Valve (G)

Клапан для отвода жидкости при избыточном давлении

Библиотека:
Simscape/Жидкости/Газ/Клапаны и Отверстия/Клапаны Регулирования Давления

Описание

Блок Pressure Relief Valve (G) моделирует отверстие, которое открывается давлением во входном отверстии, чтобы удержать его уровень от достижения экстремальных уровней. При нормальных давлениях клапан закрывается и развивается только поток утечек. Выше заданной настройки давления клапан начинает открываться, позволяя газу покинуть область высокого давления. Площадь открытия увеличивается с давлением на входе до максимального значения, в этой точке клапан полностью открыт, и давление снова свободно повышается.

Клапан реагирует на одно из двух измерений давления на входе - одно относительно выхода или окружения. Выбранное измерение давления называется управляющим давлением клапана, и это влияет на вычисления блока. Параметры блоков определяют, какие из измерений использует блок во время симуляции.

Зависимость между площадью открытия и перепадом давления зависит от параметризации клапана. Эта связь может принимать форму линейного аналитического выражения или (обычно нелинейной) табличной функции.

Поток может быть ламинарным или турбулентным, и он может достигать (до) звуковых скоростей. Это происходит в vena contracta, точке непосредственно за горловиной клапана, где поток является и самым узким, и самым быстрым. Поток затем дросселируется, и его скорость насыщается, с падением давления ниже по потоку, больше не достаточным для увеличения его скорости. Дросселирование происходит, когда отношение противодавления достигает критического значения характеристики клапана. Сверхзвуковой поток не захватывается блоком.

Управляйте и другие давления

Давление в отверстии служит управляющим сигналом клапана. Чем больше его подъем над настройкой давления в клапане, тем больше площадь открытия становится. Однако измерение давления на входе может быть относительно выхода или окружения. Выбор ссылки зависит от настройки Pressure control specification параметров блоков - либо Pressure differential или Pressure at port A. Термин «управляющее давление» используется здесь для обозначения обоих измерений.

Pressure differential

Когда параметр Pressure control specification установлен в Pressure differential (настройка по умолчанию), давление управления определяется как:

$p_{Ctl} = p_{A} - p_{B},$

где p - текущее давление. Нижний индекс Ctl обозначает управляющее значение и нижние индексы A и B входное и выходное отверстия, соответственно. Давления в порте являются мгновенными значениями, определенными во время симуляции. Установка давления также определяется как:

$P_{Set} = {[P_{A} - P_{B}]}_{Набор},$

где P является параметром постоянного давления. Нижний индекс Set обозначает настройку клапана (здесь дифференциал). Термин в круглых скобках получен как константа из Set pressure differential параметров блоков. Точно так же для максимального давления клапана (при котором клапан полностью открыт):

$P_{Max} = P_{Set} + Δ P,$

где ΔP относится конкретно к области значений регулирования давления клапана, полученной в виде константы из параметров блоков того же имени. Нижний индекс Max обозначает максимальное значение.

Pressure at port A

Когда параметр Pressure control specification установлен в Pressure at port Aдавление управления определяется как:

$p_{Ctl} = p_{A} + p_{Atm},$

где индекса Atm обозначает атмосферное значение (заданное для модели как константа в Gas Properties (G) блоке библиотеки Simscape Foundation). Давление в порте является мгновенным значением, определенным во время симуляции. Для настройки давления:

$P_{Set} = P_{A,Set} + P_{Atm},$

где индекса A,Set обозначает настройку клапана, заданную как абсолютное давление в порту A. Это значение получается как константа из Set pressure (gauge) параметров блоков. Максимальное давление клапана:

$P_{Max} = P_{Set} + Δ P,$

(где, как и прежде, ΔP относится конкретно к области значений регулирования давления клапана).

Управление перерегулированием давления

Степень, до которой давление управления превышает настройку давления, определяет, насколько клапан откроется. Перерегулирование давления выражается здесь как часть (ширины) области значений значений регулирования давления:

$\hat{p} = \frac{p_{Ctl} - p_{Set}}{Δ P} .$

Контрольное давление (p _Ctl), установка давления (_{p Set}) и область значений регулирования давления (ΔP) определены для выбранных спецификаций давления управления (Pressure differential или Pressure at port A).

Дробь - технически, перерегулирование нормировано - оценивается как 0 в полностью закрытом клапане и 1 в полностью открытом клапане. Если при вычислении должно быть возвращено значение за пределами этих границ, вместо этого используется ближайшее из двух. (Другими словами, фракция насыщается при 0 и 1.)

Численное сглаживание

Нормализованное (и насыщенное) давление управления охватывает три области. Ниже настройки давления клапана его значение является постоянным нулем. Выше максимального давления - суммы настройки давления и области значений значений регулирования давления - это 1. В промежутке он изменяется, как линейная функция измерения управляющего давления, p _Ctl.

Переходы между областями резкие, их склоны прерывистые. Они ставят задачу перед решателями с переменным шагом (сортировка, обычно используемая с моделями Simscape). Чтобы точно захватить разрывы, упомянутые в некоторых контекстах как события пересечения нуля, решатель должен уменьшить свой временной шаг, ненадолго остановившись во время пересечения в порядок, чтобы пересчитать свою якобианскую матрицу (представление зависимостей между переменными состояния модели и их производными по времени).

Эта стратегия решателя эффективна и устойчива, когда присутствуют разрывы. Это делает решатель менее склонным к ошибкам сходимости - но это может значительно продлить время, необходимое для завершения запуска симуляции, возможно, чрезмерно так для практического использования в симуляции в реальном времени. Альтернативным подходом, используемым здесь, является полное устранение разрывов.

Нормализованное перерегулирование давления с резкими переходами

Блок удаляет разрывы путем сглаживания их в заданной временной шкале. Сглаживание, которое добавляет небольшое искажение к перерегулированию давления управления, гарантирует, что клапан ослабнет в свои предельные положения, а не защелкнется (резко) в них. Сглаживание опционально: можно отключить его, установив для него шкалу времени нуля. Форма и шкала сглаживания, при применении, частично получают из кубических полиномов:

$λ_{L} = 3 {\bar{p}}_{L}^{2} - 2 {\bar{p}}_{L}^{3}$

$λ_{R} = 3 {\bar{p}}_{R}^{2} - 2 {\bar{p}}_{R}^{3},$

где

${\bar{p}}_{L} = \frac{\hat{p}}{Δ p^{*}}$

${\bar{p}}_{R} = \frac{\hat{p} - (1 - Δ p^{*})}{Δ p^{*}} .$

В уравнениях:

ƛ L является выражением сглаживания для перехода от максимально закрытого положения.
ƛ R является выражением сглаживания для перехода от положения полностью открытого отверстия.
Δp^* - (бесчисленная) характеристическая ширина области сглаживания давления:

$Δ p^{*} = f^{*} \frac{1}{2},$
где f^* - коэффициент сглаживания, оцениваемый между 0 и 1 и получены из параметров блоков того же имени.
Когда коэффициент сглаживания 0, перерегулирование давления управления остается в исходном виде - сглаживание не применяется - и его переходы остаются резкими. Когда это 1сглаживание охватывает всюсь область значений регулирования давления (с перерегулированием управляющего давления, принимающим форму S-кривой).
При промежуточных значениях сглаживание ограничивается частью этой области значений. Значение 0.5для примера сглаживает переходы на четверть области значений регулирования давления с каждой стороны (для общей гладкой области в половину области значений регулирования).

Сглаживание добавляет к перерегулированию давления две новые области - одну для плавного перехода слева, другую для правого, давая в общей сложности пять областей. Они выражены в кусочно-линейной функции:

${\hat{p}}^{*} = {\begin{array}{l} 0, & \hat{p} \leq 0 \\ \hat{p} λ_{L}, & \hat{p} < Δ P^{*} \\ \hat{p}, & \hat{p} \leq 1 - Δ P^{*} \\ \hat{p} (1 - λ_{R}) + λ_{R}, & \hat{p} < 1 \\ 1 & \hat{p} \geq 1 \end{array},$

где звездочка обозначает сглаженную переменную. Рисунок показывает эффект сглаживания на резкости переходов.

Проводимость звука

Когда нормированное давление управления изменяется во время симуляции, также изменяется массовый расход жидкости через клапан. Связь между этими двумя переменными, однако, косвенная. Массовый расход жидкости определяется терминами проводимости звука клапана, и именно эта величина определяется нормализованным давлением на входе.

Проводимость звука, если вы с ней незнакомы, описывает легкость, с которой газ будет течь, когда он будет подавлен - когда его скорость на теоретическом максимуме (локальная скорость звука). Его измерение и вычисление подробно описаны в стандарте ISO 6358 (на котором основан этот блок).

В таблицах данных клапана обычно указывается только одно значение: значение, взятое в установившемся состоянии в положении полностью открытого отверстия. Это то же самое, что и в параметре Sonic conductance at maximum flow, когда задана Valve parameterization Sonic conductance. Для значений в области значений открытия клапана этот максимум масштабируется нормализованным перерегулированием давления:

$C = (C_{Max} - C_{Min}) \hat{p} + C_{Min},$

где C - проводимость звука и нижние индексы Max и Min обозначить его значения в полностью открытом и полностью закрытом клапане.

Другие параметризации

Поскольку проводимость звука может быть недоступна (или самый удобный выбор для вашей модели), блок обеспечивает несколько эквивалентных параметризаций. Используйте раскрывающийся список Valve parameterization, чтобы выбрать лучшее для имеющихся данных. Параметризации:

Restriction area
Sonic conductance
Cv coefficient (USCS)
Kv coefficient (SI)

Параметризации отличаются только данными, которые они требуют от вас. Их массовые расходы жидкости расчеты все еще основаны на проводимости звука. Если вы выбираете параметризацию, отличную от Sonic conductanceзатем блок преобразует альтернативные данные - (вычисленную) площадь открытия или (заданный) коэффициент потока - в эквивалентную проводимость звука.

Коэффициенты Потока

Коэффициенты потока измеряют, что есть, в нижней части, то же количество - скорость потока жидкости через клапан при некоторой согласованной температуре и перепаде давления. Они отличаются только стандартными условиями, используемыми в их определении, и физическими единицами измерения, используемыми в их выражении:

C v измеряется при общепринятой температуре 60 ℉ и перепад давления 1 PSI; выражается в имперских модулях US gpm. Это коэффициент потока, используемый в модели, когда Valve parameterization параметров блоков установлено на Cv coefficient (USCS).
K v измеряется при общепринятой температуре 15 ℃ и перепад давления 1 bar; выражается в метрических модулях m³/ ч. Это коэффициент потока, используемый в модели, когда Valve parameterization параметров блоков установлено на Kv coefficient (SI).

Проводимость звука

Если параметризация клапана установлена в Cv Coefficient (USCS), проводимость звука вычисляется в максимально закрытом и полностью открытом положении клапана из параметров Cv coefficient (SI) at maximum flow и Cv coefficient (SI) at leakage flow блоков:

$C = (4 \times 10^{- 8} C_{v}) m^{3} / (s P a),$

где C v - значение коэффициента потока на максимальном или утечке. Дозвуковой индекс, m, установлен в 0.5 и критическое отношение давления, b _cr, устанавливается равным 0.3. (Они используются в вычислениях массового расхода, приведенных в разделе Momentum Balance.)

Если на Kv coefficient (SI) вместо этого используется параметризация, проводимость звука вычисляется в тех же положениях клапана (максимально закрытом и полностью открытом) из параметров Kv coefficient (USCS) at maximum flow и Kv coefficient (USCS) at leakage flow блоков:

$C = (4.758 \times 10^{- 8} K_{v}) m^{3} / (s P a),$

где K v - значение коэффициента потока на максимальном или утечке. Дозвуковой индекс, m, установлен в 0.5 и критическое отношение давления, b _cr, устанавливается равным 0.3.

Для Restriction area параметризация, проводимость звука вычисляется (в тех же положениях клапана) из Maximum opening area, и Leakage area параметров блоков:

$C = (0.128 \times 4 S / π) L / (s b a r),$

где S - площадь открытия на максимальном или утечке. Дозвуковой индекс, m, установлен в 0.5 в то время как критическое отношение давления, b _cr вычисляется из выражения:

$0.41 + 0.272 {[\frac{\hat{p} (S_{Max} - S_{Leak}) + S_{Leak}}{S}]}^{0.25} .$

Баланс импульса

Причины падения давления, происходящих в каналах клапана, проигнорированы в блоке. Безотносительно их характера - внезапных изменений сечения, искривлений линии потока - только их совокупный эффект рассматривается во время симуляции. Этот эффект полностью отражается на проводимости звука клапана (или на данных переменных параметров клапана).

Массовый расход жидкости

Когда поток дросселируется, массовый расход жидкости является функцией проводимости звука клапана и термодинамических условий (давления и температуры), установленных на входном отверстии. Функция линейна по отношению к давлению:

${\dot{m}}_{ch} = C ρ_{0} p_{in} \sqrt{\frac{T_{0}}{T_{in}}},$

где:

C - проводимость звука внутри клапана. Его значение получается из параметров блоков того же имени или путем преобразования других параметров блоков (точный источник в зависимости от настройки Valve parameterization).
ρ - плотность газа, здесь при стандартных условиях (нижний индекс 0), полученный из Reference density параметры блоков.
p - абсолютное давление газа, здесь соответствующее входному отверстию (in).
T - температура газа на входе (in) или при стандартных условиях (0), последний получен из Reference temperature параметров блоков.

Когда поток является дозвуковым, и, следовательно, больше не дросселируется, массовый расход жидкости становится нелинейной функцией давления - и того, и другого во входном отверстии, и пониженного значения на выходе. В турбулентном режиме течения (с давлением на выходе, содержащимся в отношении противодавления клапана), массовый расход жидкости выражение является:

${\dot{m}}_{tur} = C ρ_{0} p_{in} \sqrt{\frac{T_{0}}{T_{in}}} {[1 - {(\frac{p_{r} - b_{cr}}{1 - b_{cr}})}^{2}]}^{m},$

где:

p r - отношение противодавления или соотношение между давлением на выходе (_{p наружу}) и давлением на входе _(p в):

$P_{r} = \frac{p_{out}}{p_{in}}$
b _cr - критический коэффициент давления, при котором поток становится дроссельным. Его значение получается из параметров блоков того же имени или путем преобразования других параметров блоков (точный источник в зависимости от настройки Valve parameterization).
m - дозвуковой индекс, эмпирический коэффициент, используемый для более точной характеристики поведения дозвуковых потоков. Его значение получается из параметров блоков того же имени или путем преобразования других параметров блоков (точный источник в зависимости от настройки Valve parameterization).

Когда поток является ламинарным (и все еще дозвуковым), выражение массового расхода жидкости жидкости изменяется на:

${\dot{m}}_{lam} = C ρ_{0} p_{in} [\frac{1 - p_{r}}{1 - b_{lam}}] \sqrt{\frac{T_{0}}{T_{in}}} {[1 - {(\frac{b_{lam} - b_{cr}}{1 - b_{cr}})}^{2}]}^{m}$

где b _lam - критическое отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами (полученное из параметра Laminar flow pressure ratio блока). Объединение выражений массового расхода жидкости жидкости в одну (кусочно) функцию, дает:

$\dot{m} = {\begin{array}{l} {\dot{m}}_{бегство}, & b_{lam} \leq p_{r} < 1 \\ {\dot{m}}_{tur}, & b_{cr} \leq p_{r} < p_{lam} \\ {\dot{m}}_{ch}, & p_{r} < b_{Cr} \end{array},$

при верхней строке, соответствующей дозвуковому и ламинарное течение, средняя строка к дозвуковому и турбулентному потоку, а нижняя часть строки к дроссельному (и, следовательно, звуковому) потоку.

Баланс массы

Объем жидкости в клапане, и, следовательно, его масса, приняты, очень маленькими, и это, для моделирования целей, проигнорировано. В результате никакое количество газа не может накопиться там. По принципу сохранения массы массовый расход жидкости в клапан через один порт должен равняться расходу из клапана через другой порт:

${\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = 0,$

где $\dot{m}$ задается как массовый расход жидкости в клапан через порт A или B. Обратите внимание, что в этом блоке поток может достигать, но не превышать звуковых скоростей.

Энергетический баланс

Клапан моделируется как адиабатический компонент. Между газом и стенкой, которая его окружает, не может происходить теплообмен. Никакие работы не выполняются на или газом, когда он проходит от входного отверстия до выхода. При этих предположениях энергия может течь только с помощью advection, через порты A и B. По принципу сохранения энергии сумма энергетических потоков в портах должна тогда всегда равняться нулю:

$ϕ_{A} + ϕ_{B} = 0,$

где ϕ определяется как скорость потока жидкости энергии в клапан через один из портов (A или B).

Порты

Сохранение

расширить все

`A` - Вход в клапан
газ

Открытие, посредством которого рабочая жидкость должна войти в клапан.

`B` - Вход в клапан
газ

Открытие, посредством которого рабочая жидкость должна выйти из клапана.

Параметры

расширить все

`Pressure control specification` - Выбор измерения давления для использования в качестве сигнала управления клапаном
`Pressure differential` (по умолчанию) | `Pressure at port A`

Выбор измерения давления для использования в качестве сигнала управления клапаном. Блок использует эту настройку, чтобы определить, когда клапан должен начать открываться. В настройке по умолчанию (Pressure differential), давление открытия клапана выражается как перепад давления между входным и выходным отверстиями. В альтернативной настройке (Pressure at port A), выражается как давление входного отверстия манометра. Этот параметр определяет, какая из двух мер появляется как параметр в диалоговом окне блока.

`Set pressure differential` - Пороговый дифференциал для операции клапана
`0 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Перепад давления между входным и выходным отверстиями, требуемый для открытия клапана. Это значение знаменует начало области значений значений регулирования давления, над которым клапан постепенно открывается в попытке сдержать повышение давления. Площадь открытия клапана зависит от различия между фактическим перепадом давления и заданным здесь значением.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда параметр Pressure control specification установлен в Pressure differential.

`Set pressure (gauge)` - Давление датчика входного отверстия, необходимое для открытия клапана
`0.1 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Входное абсолютное давление, необходимое для открытия клапана. Этот параметр помечает начало области значений регулирования давления, над которым клапан постепенно открывается в попытке сдержать повышение давления Площадь открытия клапана зависит от различия между фактическим давлением на входе и значением, заданным здесь.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда параметр Pressure control specification установлен в Pressure at port A.

`Pressure regulation range` - Ширина области значений давления, в которой площадь открытия переменна
`0.1 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Ширина области значений давления, в которой площадь открытия клапана переменна. Область значений давления начинается с заданного измерения давления, заданного в блоке (Set pressure differential или Pressure at port A), в зависимости от настройки параметра Pressure control specification). Он заканчивается по сумме заданного давления заданным здесь значением. Чем меньше область значений регулирования давления, тем быстрее клапан достигает своей максимальной площади открытия.

`Valve parameterization` - Метод, которым можно охарактеризовать открытие клапана
`Sonic conductance` (по умолчанию) | `Cv coefficient (USCS)` | `Kv coefficient (SI)` | `Restriction area`

Выбор метода ISO для использования при вычислении массового расхода жидкости. Все вычисления основаны на Sonic conductance параметризации; если выбрана другая опция, данные, указанные в, преобразуются в эквивалентную проводимость звука, отношение критического давления и дозвуковой индекс. Для получения дополнительной информации о преобразовании см. описание блока.

Этот параметр определяет, какие меры открытия клапана вы должны задать - и, следовательно, какие из этих мер появляются как параметры в диалоговом окне блока.

`Opening parameterization` - Метод, которым можно вычислить характеристики открытия клапана
`Linear` (по умолчанию) | `Tabulated data`

Метод вычисления площади открытия клапана. Настройка по умолчанию обрабатывает площадь открытия как линейную функцию фракции открытия отверстия. Альтернативная настройка позволяет задать общее, нелинейное отношение (в сведенной в табличной форме).

`Sonic conductance at maximum flow` - Мера максимальной скорости потока жидкости жидкости при начальных условиях в восходящем направлении
`1.6 l/s/bar` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах объема/времени/давления

Эквивалентная мера максимальной скорости потока жидкости, пропускаемой через клапан при некоторых начальных условиях входного отверстия, обычно описанных в ISO 8778. Поток на максимуме, когда клапан полностью открыт, и скорость потока подавлена (он насыщается с локальной скоростью звука). Это значение обычно указывается производителями в технических таблицах данных.

Проводимость звука определяется как отношение массового расхода жидкости через клапан к продукту давления и плотности перед входным отверстием клапана. Этот параметр часто упоминается в литературе как C-значение.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Sonic conductance.

`Sonic conductance at leakage flow` - Измерение минимального расхода жидкости при начальных условиях в восходящем направлении
`1e-5 l/s/bar` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах объема/времени/давления

Эквивалентная мера минимальной скорости потока жидкости, пропускаемой через клапан при некоторых начальных условиях входного отверстия, обычно описанных в ISO 8778. Поток находится на минимуме, когда клапан максимально закрыт, и только небольшая площадь утечек - из-за дефектов уплотнения, скажем, или естественных допусков клапана - остается между его портами.

Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызывает проблемы симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно, что это (очень маленькое) число, больше нуля.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Sonic conductance.

`Critical pressure ratio` - Отношение противодавления при начальных условиях в восходящем направлении, при котором скорость потока жидкости является максимальной
`0.3` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Отношение давления ниже по потоку к абсолютному давлению выше по потоку, при котором поток становится подавленным (и его скорость становится насыщенной при локальной скорости звука). Этот параметр часто упоминается в литературе как b-значение. Введите число, больше или равное нулю и меньше, чем Laminar flow pressure ratio параметров блоков.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Sonic conductance.

`Subsonic index` - Экспонента, используемая для более точной характеристики потока в дозвуковом режиме
`0.5` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Эмпирический экспонент, используемый для более точного вычисления массового расхода жидкости через клапан, когда поток дозвуковой. Этот параметр иногда упоминается как m-индекс. Его значение приблизительно 0.5 для клапанов (и других компонентов), пути потока которых фиксированы.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Sonic conductance.

`Cv coefficient (USCS) at maximum flow` - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в стандартных модулях США
`0.4` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах ft ^ 3/min

Коэффициент потока полностью открытого клапана, выраженный в обычных модулях ft в США³/ min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда управляется заданным перепадом давления. Это значение обычно указывается производителями в технических таблицах данных.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Cv coefficient (USCS).

`Cv coefficient (USCS) at leakage flow` - Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в стандартных модулях США
`1e-6` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах ft ^ 3/min

Коэффициент потока максимально закрытого клапана, выраженный в обычных модулях ft в США³/ min (как описано в NFPA T3.21.3). Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда управляется заданным перепадом давления.

Цель этого параметра состоит, в основном, в том, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызывает проблемы симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно, что это (очень маленькое) число, больше нуля.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Cv coefficient (USCS).

`Kv coefficient (SI) at maximum flow` - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в единицах СИ
`0.3` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах m ^ 3/ч

Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в единицах СИ m³/ hr. Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда управляется заданным перепадом давления. Это значение обычно указывается производителями в технических таблицах данных.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Kv coefficient (SI).

`Kv coefficient (SI) at leakage flow` - Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в единицах СИ
`1e-6` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах m ^ 3/ч

Коэффициент расхода максимально закрытого клапана, выраженный в единицах СИ m³/ hr. Этот параметр измеряет относительную легкость, с которой газ будет проходить через клапан, когда управляется заданным перепадом давления.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Kv coefficient (SI).

`Maximum opening area` - Площадь открытия в положении полностью открытого отверстия из-за дефектов уплотнения
`1e-4 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Площадь открытия клапана в положении полностью открытого отверстия, когда клапан на верхнем пределе области значений значений регулирования давления. Блок использует этот параметр, чтобы масштабировать выбранную меру открытия клапана - проводимость звука, скажем, или C V коэффициент потока - во всей области значений значений регулирования давления.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Restriction area.

`Leakage area` - Площадь открытия в максимально закрытом положении из-за дефектов уплотнения
`1e-12 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Площадь открытия клапана в максимально закрытом положении, когда остается только внутренние утечки между портами. Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты газовой сети становиться изолированными (условие, которое, как известно, вызывает проблемы симуляции). Точное значение, заданное здесь, менее важно, что это (очень маленькое) число, больше нуля.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Restriction area.

`Control pressure (gauge) vector` - Вектор управляющих давлений, при котором можно задать данные открытия клапана
`[0.2:0.2:1.2] MPa` (по умолчанию) | вектор в единицах измерения давления

Вектор управляющих давлений для определения выбранной меры открытия клапана - проводимость звука, коэффициент расхода (в формах СИ или USCS) или площадь открытия. Этот вектор должен быть равен в размере тому (или другим), который содержит данные открытия клапана. Элементы вектора должны быть положительными и увеличиваться монотонно значение слева направо.

Первый векторный элемент даёт настройку давления клапана (при которой клапан начинает открываться). Этот элемент эквивалентен параметру Set pressure Linear параметризации открытия. Последний элемент дает максимальное давление, при котором клапан полностью открыт. Значение различия между ними задает область значений регулирования давления в клапане.

Определение давления управления зависит от настройки параметра Pressure control specification. Это либо перепад давления между входным и выходным отверстиями (Pressure differential установка) или абсолютное давление на входном отверстии (Pressure at port A настройка).

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Opening parameterization Tabulated data.

`Sonic conductance vector` - Вектор акустической проводимости при заданных управляющих давлениях
`[1e-05, .32, .64, .96, 1.28, 1.6] l/s/bar` (по умолчанию) | вектор с модулями измерения объема/времени/давления

Вектор звуковой проводимости при заданных давлениях управления клапаном. Каждая звуковая проводимость соответствует элементу в параметре Control pressure (gauge) vector, причем вторая служит (в декартовом графике) абсциссой, а первая ординатой. Два вектора - акустической проводимости и управляющего давления - должны быть одинаковыми в размере.

Проводимость звука измеряет скорость потока жидкости через полностью открытый клапан в начале дросселирования (когда поток достигает своей максимальной скорости, локальной скорости звука). Измерения проводятся при некоторых начальных условиях входного отверстия (обычно описанных в ISO 8778). Здесь эти условия включают давления, заданные (в качестве интерполяционных точек останова) в векторе управляющего давления.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Sonic conductance и настройка Opening parameterization Tabulated data.

`Critical pressure ratio vector` - Вектор коэффициентов критического давления при заданных управляющих давлениях
`0.3 * ones(1, 6)` (по умолчанию) | бесчисленный вектор

Вектор коэффициентов критического давления при заданных давлениях управления клапаном. Каждый из коэффициентов соответствует элементу в параметре Control pressure (gauge) vector, причем второй служит (в декартовом графике) в качестве абсциссы, а первый в качестве ординаты. Два вектора - критических коэффициентов давления и управляющих давлений - должны быть одинаковыми в размере.

Отношение критического давления является долей ниже по потоку над абсолютными давлениями выше по потоку, при которых поток становится подавленным (и его скорость становится насыщенной при локальной скорости звука). Измерения проводятся при некоторых начальных условиях входного отверстия (обычно описанных в ISO 8778). Здесь эти условия включают давления, заданные (в качестве интерполяционных точек останова) в векторе управляющего давления.

Значения, заданные здесь, должны быть больше или равны нулю и меньше, чем Laminar flow pressure ratio параметров блоков.

Зависимости

`Cv coefficient (USCS) vector` - Вектор коэффициентов потока, в единицах USCS, при заданных давлениях управления
`[1e-06, .08, .16, .24, .32, .4]` (по умолчанию) | вектор в единицах ft ^ 3/min

Вектор коэффициентов потока, выраженный в традиционных модулях ft в США³/ min (как описано в NFPA T3.21.3), при заданных давлениях регулирования клапана. Каждый из коэффициентов потока соответствует элементу в параметре Control pressure (gauge) vector, причем второй служит (в декартовом графике) в качестве абсциссы, а первый - в качестве ординаты. Два вектора - коэффициентов потока и управляющих давлений - должны быть одинаковыми в размере.

Коэффициент потока измеряет относительную легкость, с которой поток, когда он подвергается некоторой ссылке давления, может пересекать клапан. Его значение обычно указывается в таблицах технических данных для полностью открытого клапана (вместе с условием давления, которому соответствует измерение). Векторные элементы, заданные здесь, соответствуют другому измерению.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Cv coefficient (USCS) и настройка Opening parameterization Tabulated data.

`Kv coefficient (SI) vector` - Вектор коэффициентов потока, в единицах СИ, при заданных давлениях управления
`[1e-06, .06, .12, .18, .24, .3]` (по умолчанию) | вектор в единицах m ^ 3/ч

Вектор коэффициентов потока, выраженный в единицах СИ m³/ hr (как описано в NFPA T3.21.3), при заданных давлениях регулирования клапана. Каждый из коэффициентов потока соответствует элементу в параметре Control pressure (gauge) vector, причем второй служит (в декартовом графике) в качестве абсциссы, а первый - в качестве ординаты. Два вектора - коэффициентов потока и управляющих давлений - должны быть одинаковыми в размере.

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Kv coefficient (SI) и настройка Opening parameterization Tabulated data.

`Opening area vector` - Вектор площадей открытия при заданных управляющих давлениях
`[1e-10, 2e-06, 4e-06, 6e-06, 8e-06, 1e-05] m^2` (по умолчанию) | вектор в единицах площади

Вектор площадей открытия клапана в заданных контрольных точках прерывания давления. Каждый из площадей открытия соответствует элементу в параметре Control pressure (gauge) vector, причем второй служит (в декартовом графике) в качестве абсциссы, а первый в качестве ординаты. Два вектора - площади открытия и давления управления - должны быть одинаковыми в размере.

Площадь открытия является нормальной к направлению потока в точке самого узкого отверстия (местоположение органа управления клапана).

Зависимости

Этот параметр активен и доступен в диалоговом окне блока, когда задана Valve parameterization Restriction area и настройка Opening parameterization Tabulated data.

`Cross-sectional area at ports A, and B` - Площадь, нормальная к пути потока в портах клапана
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Площадь , перпендикулярная линии потока в портах клапана. Порты приняты совпадающими по размеру. Площадь потока, заданная здесь, должна (идеально) совпадать с площадями входных отверстий смежных компонентов.

`Smoothing factor` - Количество сглаживания для применения функции открытия клапана
`0` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Количество сглаживания для применения функции открытия клапана. Этот параметр определяет ширины областей, которые будут сглаживаться - один расположен при положении полностью открытого отверстия, другой при положении полностью закрытого отверстия.

Сглаживание накладывает на каждую область функции открытия нелинейный сегмент (функцию полинома третьего порядка, из которой возникает сглаживание). Чем больше значение, заданное здесь, тем больше сглаживание, и тем шире становятся нелинейные сегменты.

По значение по умолчанию 0сглаживание не применяется. Переходы в максимально закрытые и положения полностью открытого отверстия затем вводят разрывы (связанные с пересечениями нулем). Это может замедлить скорость моделирования.

`Laminar flow pressure ratio` - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами
`0.999` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Отношение давления, при котором поток переходит между режимами ламинарного и турбулентного течения. Отношение давления является долей абсолютного давления ниже по потоку от клапана над тем, что только выше по потоку от него. Поток ламинарен, когда фактическое отношение давления выше порога, заданного здесь, и турбулентен, когда он ниже. Типичные значения варьируются от 0.995 на 0.999.

`Reference temperature` - эталонная температура ISO 8778
`293.15 K` (по умолчанию) | скаляр в единицах измерения температуры

Температура в стандартной ссылке, заданная как 293,15 K в ISO 8778.

`Reference density` - эталонная плотность ISO 8778
`1.185` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах измерения массы/объема

Плотность в стандартной ссылке, заданная как 1,185 кг/м3 в ISO 8778.

Документация

Pressure Relief Valve (G)

Описание

Управляйте и другие давления

Управление перерегулированием давления

Проводимость звука

Баланс импульса

Баланс массы

Энергетический баланс

Порты

Сохранение

A - Вход в клапан газ

B - Вход в клапан газ

Параметры

Pressure control specification - Выбор измерения давления для использования в качестве сигнала управления клапаном Pressure differential (по умолчанию) | Pressure at port A

Set pressure differential - Пороговый дифференциал для операции клапана 0 MPa (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Зависимости

Set pressure (gauge) - Давление датчика входного отверстия, необходимое для открытия клапана 0.1 MPa (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Зависимости

Pressure regulation range - Ширина области значений давления, в которой площадь открытия переменна 0.1 MPa (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

Valve parameterization - Метод, которым можно охарактеризовать открытие клапана Sonic conductance (по умолчанию) | Cv coefficient (USCS) | Kv coefficient (SI) | Restriction area

Opening parameterization - Метод, которым можно вычислить характеристики открытия клапана Linear (по умолчанию) | Tabulated data

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Subsonic index - Экспонента, используемая для более точной характеристики потока в дозвуковом режиме 0.5 (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Kv coefficient (SI) at maximum flow - Коэффициент расхода полностью открытого клапана, выраженный в единицах СИ 0.3 (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах m ^ 3/ч

Зависимости

Зависимости

Зависимости

Leakage area - Площадь открытия в максимально закрытом положении из-за дефектов уплотнения 1e-12 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Зависимости

Control pressure (gauge) vector - Вектор управляющих давлений, при котором можно задать данные открытия клапана [0.2:0.2:1.2] MPa (по умолчанию) | вектор в единицах измерения давления

Зависимости

Зависимости

Critical pressure ratio vector - Вектор коэффициентов критического давления при заданных управляющих давлениях 0.3 * ones(1, 6) (по умолчанию) | бесчисленный вектор

Зависимости

Cv coefficient (USCS) vector - Вектор коэффициентов потока, в единицах USCS, при заданных давлениях управления [1e-06, .08, .16, .24, .32, .4] (по умолчанию) | вектор в единицах ft ^ 3/min

Зависимости

Kv coefficient (SI) vector - Вектор коэффициентов потока, в единицах СИ, при заданных давлениях управления [1e-06, .06, .12, .18, .24, .3] (по умолчанию) | вектор в единицах m ^ 3/ч

Зависимости

Opening area vector - Вектор площадей открытия при заданных управляющих давлениях [1e-10, 2e-06, 4e-06, 6e-06, 8e-06, 1e-05] m^2 (по умолчанию) | вектор в единицах площади

Зависимости

Cross-sectional area at ports A, and B - Площадь, нормальная к пути потока в портах клапана 0.01 m^2 (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

Smoothing factor - Количество сглаживания для применения функции открытия клапана 0 (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Laminar flow pressure ratio - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами 0.999 (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

Reference temperature - эталонная температура ISO 8778 293.15 K (по умолчанию) | скаляр в единицах измерения температуры

Reference density - эталонная плотность ISO 8778 1.185 (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах измерения массы/объема

Расширенные возможности

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

См. также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` - Вход в клапан
газ

`B` - Вход в клапан
газ

`Pressure control specification` - Выбор измерения давления для использования в качестве сигнала управления клапаном
`Pressure differential` (по умолчанию) | `Pressure at port A`

`Set pressure differential` - Пороговый дифференциал для операции клапана
`0 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

`Set pressure (gauge)` - Давление датчика входного отверстия, необходимое для открытия клапана
`0.1 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

`Pressure regulation range` - Ширина области значений давления, в которой площадь открытия переменна
`0.1 MPa` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах давления

`Valve parameterization` - Метод, которым можно охарактеризовать открытие клапана
`Sonic conductance` (по умолчанию) | `Cv coefficient (USCS)` | `Kv coefficient (SI)` | `Restriction area`

`Opening parameterization` - Метод, которым можно вычислить характеристики открытия клапана
`Linear` (по умолчанию) | `Tabulated data`

`Subsonic index` - Экспонента, используемая для более точной характеристики потока в дозвуковом режиме
`0.5` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

`Leakage area` - Площадь открытия в максимально закрытом положении из-за дефектов уплотнения
`1e-12 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

`Control pressure (gauge) vector` - Вектор управляющих давлений, при котором можно задать данные открытия клапана
`[0.2:0.2:1.2] MPa` (по умолчанию) | вектор в единицах измерения давления

`Critical pressure ratio vector` - Вектор коэффициентов критического давления при заданных управляющих давлениях
`0.3 * ones(1, 6)` (по умолчанию) | бесчисленный вектор

`Cv coefficient (USCS) vector` - Вектор коэффициентов потока, в единицах USCS, при заданных давлениях управления
`[1e-06, .08, .16, .24, .32, .4]` (по умолчанию) | вектор в единицах ft ^ 3/min

`Kv coefficient (SI) vector` - Вектор коэффициентов потока, в единицах СИ, при заданных давлениях управления
`[1e-06, .06, .12, .18, .24, .3]` (по умолчанию) | вектор в единицах m ^ 3/ч

`Opening area vector` - Вектор площадей открытия при заданных управляющих давлениях
`[1e-10, 2e-06, 4e-06, 6e-06, 8e-06, 1e-05] m^2` (по умолчанию) | вектор в единицах площади

`Cross-sectional area at ports A, and B` - Площадь, нормальная к пути потока в портах клапана
`0.01 m^2` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах площади

`Smoothing factor` - Количество сглаживания для применения функции открытия клапана
`0` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

`Laminar flow pressure ratio` - Отношение давления, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами
`0.999` (по умолчанию) | положительный безюнитный скаляр

`Reference temperature` - эталонная температура ISO 8778
`293.15 K` (по умолчанию) | скаляр в единицах измерения температуры

`Reference density` - эталонная плотность ISO 8778
`1.185` (по умолчанию) | положительная скалярная величина в единицах измерения массы/объема

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