Pressure-Compensated Flow Control Valve (IL)

Управление потоками с регулированием давления в изотермической жидкой системе

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Valves & Orifices / Клапаны контроля потока

Описание

Блок Pressure-Compensated Flow Control Valve (IL) обеспечивает управление потоками постоянного давления через блок Orifice (IL) через Клапан Компенсатора Давления (IL), соединенный последовательно. Когда давление управления по отверстию, p – p _B, соответствует или превышает Set orifice pressure differential, уменьшающий клапан в компоненте компенсатора давления начинает закрываться, который поддерживает давление в отверстии. Для систем с вентиляцией или перенаправлением жидкости к другой части системы, смотрите блок Pressure-Compensated 3-Way Flow Control Valve (IL).

Открытием клапана и закрытием управляет физический сигнал, полученный в порте S. Положительный сигнал открывает клапан.

Схематичный клапан контроля потока

Численно сглаживавшая область и давление

В экстремальных значениях площади постоянного отверстия и области значений давления клапана, можно обеспечить числовую робастность в симуляции путем корректировки блока Smoothing factor. Функция сглаживания применяется ко всем расчетным областям и давлениям, но в основном влияет на симуляцию в экстремальных значениях 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 является демпфером Maximum orifice area.

Smoothing factor, f, применяется к нормированной области:

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

Сглаживавшая площадь постоянного отверстия:

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

Точно так же нормированное давление клапана:

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

где:

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

Сглаживание применилось 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 сглаживавшее давление:

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

Параметризация отверстия

Установка Orifice parameterization к:

Linear - area vs. control member position принимает, что положение золотника и область открытия отверстия связаны линейно.
Tabulated data - Area vs. control member position интерполирует пользовательские предоставленные данные между областью открытия отверстия и перемещением органа управления с потенциально нелинейным отношением.
Tabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop интерполирует объемный расход отверстия непосредственно от пользовательских предоставленных данных между перемещением органа управления, перепадом давления отверстия и объемным расходом отверстия.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Жидкая запись или точка выхода к клапану.

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Жидкая запись или точка выхода к клапану.

Входной параметр

развернуть все

`S` — Физический сигнал, в m
физический сигнал

Открытие отверстия в m, возвращенном как физический сигнал. Положительный сигнал открывает отверстие.

Параметры

развернуть все

`Orifice parameterization` — Метод моделирования открытия отверстия
`Linear - area vs. control member position` (значение 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 или параметризовано линейно, который коррелирует площадь открытия к перемещению органа управления; предоставленными пользователями данными, которые коррелируют область открытия отверстия к перемещению органа управления; или массивом данных, которые коррелируют скорость потока жидкости клапана к перепаду давления клапана и перемещению органа управления.

`Control member travel between closed and open valve` — Максимальный диапазон поршня управления
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Диапазон поршня управления, который полностью открывает отверстие.

Зависимости

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

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

Площадь поперечного сечения отверстия в его положении полностью открытого отверстия. Этот параметр используется в качестве верхнего предела для расчетов давления области во время симуляции.

Зависимости

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

`Control member position at closed valve` — Поршень управления возмещен
`0 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Смещение поршня управления, когда отверстие полностью открыто. Положительное, ненулевое значение указывает на частично закрытое отверстие. Отрицательное, ненулевое значение указывает на перекрывающееся отверстие, которое остается открытым для начального смещения, установленного физическим сигналом в порте S.

Зависимости

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

`Control member position vector` — Вектор из поршня управления путешествует на расстояния
[0, .002, .007] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из расстояний открытия отверстия для табличной параметризации области открытия отверстия. Векторные элементы должны соответствовать непосредственные элементам в параметре Orifice area vector. Элементы перечислены в порядке возрастания, и первый элемент должен быть 0. Линейная интерполяция используется между табличными точками данных.

Зависимости

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

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

Вектор из площадей открытия клапана для табличной параметризации площади открытия клапана. Векторные элементы должны соответствовать непосредственные 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 на Tabulated data - Area vs. control member position.

`Control member position vector, s` — Вектор из перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из перемещений органа управления для табличной параметризации объемного расхода. Вектор перемещения органа управления формирует независимую ось параметром Pressure drop vector, dp для 3-D зависимого параметра Volumetric flow rate table, q(s,dp). Прямое вытеснение соответствует открытию клапана. Значения перечислены в порядке возрастания, и первый элемент должен быть 0. Линейная интерполяция используется между табличными точками данных.

Зависимости

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

`Pressure drop vector, dp` — Вектор из значений перепада давления
`[.3, .5, .7] MPa` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization на 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` (значение по умолчанию) | M-by-N массив

Массив объемных расходов на основе независимых значений перепада давления и золотника путешествует на расстояние. M и N являются размерами соответствующих векторов:

M является числом элементов в параметре Pressure drop vector, dp.
N является числом элементов в параметре Control member position vector, s.

Зависимости

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

`Set orifice pressure differential` — Порог для работы клапана компенсатора
`0.6 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр

Величина перепада давления, который инициировал открытие клапана или закрытие.

`Pressure compensator valve regulation range` — Давление операционная область клапана компенсации давления
`0.1 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр

Операционная область значений давления клапана. Область значений регулирования давления находится между Set orifice pressure differential и максимальным рабочим давлением клапана.

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

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

`Leakage area` — Разорвите область когда в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Сумма всех разрывов, когда клапан находится в положении полностью закрытого отверстия. Любая область, меньшая, чем это значение, обеспечена в определенной площади утечки. Это способствует числовой устойчивости путем поддержания непрерывности в потоке.

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

Поправочный коэффициент, который составляет потери выброса в теоретических потоках.

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

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения через клапан.

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

Непрерывный коэффициент сглаживания, который вводит слой постепенного изменения к ответу потока, когда клапан находится в почти открытых или почти закрытых позициях. Установите это значение к ненулевому значению меньше чем один, чтобы увеличить устойчивость вашей симуляции в этих режимах.

Примеры модели

Гидравлическая выпрямительная схема потока

Выпрямительная схема потока с четырьмя запорными клапанами и клапаном контроля потока. Это используется, чтобы позволить одному клапану контроля потока управлять потоком жидкости в обоих направлениях. Подобно схеме Graetz, реализованной с диодами, запорные клапаны располагаются таким способом, которые текут, всегда проходит через клапан контроля потока в том же направлении. В подсистеме Отверстий существует еще два запорных клапана, которые используются, чтобы выбрать отверстие, через которое поток проходит в зависимости от направления потока.

Введенный в R2020a

Документация

Pressure-Compensated Flow Control Valve (IL)

Описание

Численно сглаживавшая область и давление

Параметризация отверстия

Порты

Сохранение

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Входной параметр

`S` — Физический сигнал, в m
физический сигнал

Параметры

`Control member travel between closed and open valve` — Максимальный диапазон поршня управления
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

Зависимости

`Control member position at closed valve` — Поршень управления возмещен
`0 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

`Control member position vector` — Вектор из поршня управления путешествует на расстояния
[0, .002, .007] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

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

Зависимости

`Control member position vector, s` — Вектор из перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

`Pressure drop vector, dp` — Вектор из значений перепада давления
`[.3, .5, .7] MPa` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

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` (значение по умолчанию) | M-by-N массив

Зависимости

`Set orifice pressure differential` — Порог для работы клапана компенсатора
`0.6 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр

`Pressure compensator valve regulation range` — Давление операционная область клапана компенсации давления
`0.1 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр

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

`Leakage area` — Разорвите область когда в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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

Примеры модели

Гидравлическая выпрямительная схема потока

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Pressure-Compensated Flow Control Valve (IL)

Описание

Численно сглаживавшая область и давление

Параметризация отверстия

Порты

Сохранение

A — Жидкий порт изотермическая жидкость

B — Жидкий порт изотермическая жидкость

Входной параметр

S — Физический сигнал, в m физический сигнал

Параметры

Control member travel between closed and open valve — Максимальный диапазон поршня управления 5e-3 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

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

Зависимости

Control member position at closed valve — Поршень управления возмещен 0 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Control member position vector — Вектор из поршня управления путешествует на расстояния[0, .002, .007] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

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

Зависимости

Control member position vector, s — Вектор из перемещений органа управления [0, .002, .004, .007, .017] m (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

Pressure drop vector, dp — Вектор из значений перепада давления [.3, .5, .7] MPa (значение по умолчанию) | 1 n вектором

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 (значение по умолчанию) | M-by-N массив

Зависимости

Set orifice pressure differential — Порог для работы клапана компенсатора 0.6 MPa (значение по умолчанию) | скаляр

Pressure compensator valve regulation range — Давление операционная область клапана компенсации давления 0.1 MPa (значение по умолчанию) | скаляр

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

Leakage area — Разорвите область когда в положении полностью закрытого отверстия 1e-10 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Discharge coefficient — Коэффициент расхода0.64 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Critical Reynolds number — Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Smoothing factor — Числовой коэффициент сглаживания0.01 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений [0,1]

Примеры модели

Гидравлическая выпрямительная схема потока

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`S` — Физический сигнал, в m
физический сигнал

`Control member travel between closed and open valve` — Максимальный диапазон поршня управления
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Control member position at closed valve` — Поршень управления возмещен
`0 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Control member position vector` — Вектор из поршня управления путешествует на расстояния
[0, .002, .007] (значение по умолчанию) | 1 n вектором

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

`Control member position vector, s` — Вектор из перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`Pressure drop vector, dp` — Вектор из значений перепада давления
`[.3, .5, .7] MPa` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`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` (значение по умолчанию) | M-by-N массив

`Set orifice pressure differential` — Порог для работы клапана компенсатора
`0.6 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр

`Pressure compensator valve regulation range` — Давление операционная область клапана компенсации давления
`0.1 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр

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

`Leakage area` — Разорвите область когда в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

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

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