Осевая гидравлическая сила, действующая на золотник
Силы клапана
Блок Spool Orifice Hydraulic Force моделирует установившуюся осевую гидравлическую силу, действующую на золотник жидкостью, протекающей через отверстие. Золотник принят острым. У вас есть две опции параметризации:
Прямоугольное отверстие, используемый с блоком Orifice with Variable Area Slot
Круглое отверстие или набор круглых отверстий, которые будут использоваться с блоком Orifice with Variable Area Round Holes
Ширина паза или диаметр отверстий должны быть значительно больше радиального зазора между золотником и втулкой. Соедините блок Spool Orifice Hydraulic Force последовательно с соответствующим блоком отверстия для контроля скорости потока жидкости.
Сила моделируется согласно следующим уравнениям:
Для прямоугольного отверстия,
Для круглых отверстий,
где
| F | Осевая гидравлическая сила |
| q | Скорость потока жидкости через отверстие |
| ρ | Плотность жидкости |
| A | Площадь постоянного отверстия |
| Θ | Угол струи (рад) |
| x0 | Начальное открытие отверстий |
| s | Перемещение золотника |
| b | Ширина отверстия, для прямоугольного отверстия |
| D | Диаметр отверстия, для круглых отверстий |
| Z | Количество круглых отверстий |
| δ | Радиальный зазор |
| or | Параметр ориентации относительно глобально присвоенного положительного направления. Если отверстие открывается во время сдвига золотника в положительном направлении, or равняется 1. Если отверстие открывается при смещении золотника в отрицательном направлении, or равняется -1. |
Связи A и B являются гидравлическими портами, которые должны быть соединены последовательно с блоком отверстия для контроля скорости потока жидкости. Связь S является портом физического сигнала, который обеспечивает перемещение золотника. Связь F является портом физического сигнала, который выводит значение гидравлической осевой силы. Этот порт должен быть подключен к порту управления идеального исходного блока силы. Сила, вычисленная в блоке, всегда действует, чтобы закрыть отверстие.
Переходные эффекты приняты незначительными.
Угловое приближение струи основано на уравнении Ричарда фон Мизеса.
Изменение угла струи с открытием отверстия идентично для прямоугольного отверстия и отверстий круглых отверстий.
Блок может использоваться с отверстиями, ширина или диаметр которых значительно больше осевого отверстия.
Выберите тип отверстия:
Rectangular slot - Отверстие, образованное золотником с острыми краями и прямоугольной образующей в втулке. Это значение по умолчанию.
Round holes - Отверстие, образованное остроконечным золотником и набором круглых отверстий, равномерно распределенных по периметру втулки.
Ширина отверстия. Параметр должен быть больше нуля. Значение по умолчанию 0.01 m. Параметр используется, если Orifice type задано значение Rectangular slot.
Диаметр отверстия. Если используется несколько отверстий, все они должны иметь одинаковый диаметр, одинаково выровнены относительно ребра золотника и равномерно расположены между периметром втулки. Параметр должен быть больше нуля. Значение по умолчанию 0.005 m. Параметр используется, если Orifice type задано значение Round holes.
Количество круглых отверстий в втулке. Параметр должен быть больше нуля. Значение по умолчанию 4. Параметр используется, если Orifice type установлено на Round holes.
Радиальный зазор между золотником и втулкой. Значение по умолчанию 1e-5 м.
Начальное открытие отверстий. Параметр может быть положительным (приоткрытое отверстие), отрицательным (перекрывающееся отверстие) или равным нулю для установки нулевого перекрытия. Значение по умолчанию 0.
Параметр введен, чтобы задать эффект силы на открытие отверстия. 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, которое открывается при перемещении золотника в глобально присвоенном положительном направлении. Значение по умолчанию Opens in positive direction.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входным отверстием отверстия.
BГидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием отверстия.
SПорт физического сигнала, который обеспечивает перемещение золотника.
FПорт физического сигнала, который выводит гидравлическую осевую силу.
Следующий пример показывает модель 4-стороннего, 3-позиционного, гидравлически управляемого направленного клапана, где гидравлические осевые силы, действующие на золотник, принимаются в фактор.
Золотник (масса M1, вязкое трение TD1) смещается сервоприводом, имитируемым двумя блоками Translational Hydro-Mechanical Converter. Связи A_S и B_S являются гидравлическими портами для применения давления управления управлением.
Четыре отверстий переменного сечения представлены подсистемами:
Отверстие с Гидравлической Силой PA
Отверстие с Гидравлической Силой PB
Отверстие с Гидравлической Силой AT
Отверстие с Гидравлической Силой BT
Структура подсистемы показана на следующем рисунке.
Он состоит из Orifice with Variable Area Slot блока, который имитирует гидравлические свойства отверстия, соединенного последовательно с Spool Orifice Hydraulic Force блоком. Значение силы, вычисленное в блоке, экспортируется через его порт F и передается в блок Force.
Силы на всех четырех отверстиях (F_PA, F_PB, F_AT, F_BT) применяются к золотнику клапана, как показано на первой схеме.
Для получения дополнительной информации и настройки параметров смотрите пример с Гидравлическим Приводом Управления Сервоклапаном.