Гидравлическое отверстие переменного сечения, образованное цилиндрическим золотником и втулкой
Гидравлические элементы
Блок Variable Area Hydraulic Orifice моделирует отверстие переменного сечения, созданную цилиндрическим золотником с острыми краями и пазом переменной площади в втулку. Ожидается, что площадь отверстия будет вычислена вне блока и импортирована через соединение физического сигнала AR. Параметр Minimum area задает минимальное значение площади постоянного отверстия. Если входной сигнал падает ниже этого уровня (для примера, становится отрицательным), область насыщается до этого значения. Скорость потока жидкости через отверстие пропорциональна площади постоянного отверстия и перепаду давления на нем.
Скорость потока жидкости определяется согласно следующим уравнениям:
где
| q | Скорость потока жидкости |
| p | Перепад давления |
| p A, p B | Абсолютные давления на клеммах блоков |
| C D | Коэффициент расхода потока |
| A | Площадь канала отверстия |
| ρ | Плотность жидкости |
| p cr | Минимальное давление турбулентного течения, когда блок переходит от ламинарного к турбулентному режиму |
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 avg | Среднее давление между клеммами блоков |
| p атм | Атмосферное давление, 101325 Па |
| B лам | Отношение 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:
где
| D H | Гидравлический диаметр отверстия |
| ν | Кинематическая вязкость жидкости |
| Re cr | Критическое 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 .
Чтобы задать приоритет и начальные целевые значения для основных переменных до симуляции, используйте вкладку Variables в диалоговом окне блока (или раздел Variables в Property Inspector блоков). Для получения дополнительной информации смотрите Задать приоритет и Начальный целевой объект для основных переменных.
Инерция жидкости не учитывается.
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.
Leakage area полностью закрытого отверстия. Если входной сигнал падает ниже этого уровня (для примера, становится отрицательным), область насыщается до этого значения. Значение значения параметров должно быть больше нуля. Значение по умолчанию 1e-12 м ^ 2.
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.
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.
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, что соответствует круглому отверстию из тонкого материала с острыми ребрами. Этот параметр видим, только если параметр Laminar transition specification установлен в Reynolds number.
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid (Simscape Fluids) или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы задать свойства жидкости.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входным отверстием отверстия.
BГидравлический порт сопоставлен с выходным отверстием отверстия.
ARПорт физического сигнала, который обеспечивает значение площади постоянного отверстия.