Pressure Relief Valve

Клапан раньше вентилировал давление сверх предварительно установленного значения от гидравлической линии

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Жидкости / Гидравлика (Изотермическая) / Клапаны / Клапаны регулировки давления

  • Pressure Relief Valve block

Описание

Блок Pressure Relief Valve моделирует поток через клапан, который открывается к вентилятору, чтобы обеспечить предварительно установленный перепад давления между входом (порт A) и выходом (порт B). Обычно закрытый клапан взламывает, когда перепад давления от A до B превышает установку давления клапана. Площадь открытия клапана вычисляется в зависимости от избытка в перепаде давления, или простое линейное выражение или (обычно нелинейная) сведенная в таблицу функция. Клапан служит своей цели, пока его площадь открытия не достигает максимума — точка в пределе области значений регулирования клапана, вне которой перепад давления снова свободен повыситься, неустанный.

Открытие клапана

Вычисление площади открытия зависит от параметризации клапана, выбранной для блока: любой Linear area-opening relationship или Tabulated data - Area vs. pressure.

Линейная параметризация

Если параметры блоков Valve parameterization находятся в настройке по умолчанию Linear area-opening relationship, площадь открытия вычисляется как:

S(ΔpAB)=SLeak+k(ΔpAB−ΔpSet),

где:

  • S Max является значением, заданным в параметрах блоков Maximum passage area.

  • Набор Δp является значением, заданным в параметрах блоков Valve pressure setting.

  • AB Δp является перепадом давления от порта A до порта B:

    ΔpAB=pA−pB,

    где p является абсолютным давлением в порте, обозначенном индексом (A или B).

  • k является линейным коэффициентом пропорциональности:

    k=SMax−SLeakΔpReg,

    где в свою очередь:

    • Утечка S является значением, заданным в параметрах блоков Leakage area.

    • Редж Δp - то, который задал в параметрах блоков Valve regulation range.

В и ниже установки давления клапана, площадь открытия то, что из-за одной только внутренней утечки:

S(ΔpAB≤ΔpSet)=SLeak,

В и выше максимального давления, площадь открытия является площадью открытия полностью открытого клапана:

S(ΔpAB≥ΔpMax)=SMax,

где максимальный перепад давления Δp Max является суммой:

ΔpMax=ΔpSet+ΔpReg.

Площадь открытия в Linear area-opening relationship параметризация

Сведенная в таблицу параметризация

Если параметры блоков Valve parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure, площадь открытия вычисляется как:

S=S(ΔpAB),

где S XY является сведенной в таблицу функцией, созданной из параметров блоков Opening area vector и Pressure drop vector. Функция основана на линейной интерполяции (для точек в области значений данных) и экстраполяция ближайшего соседа (для точек вне области значений данных). Утечка и максимальные площади открытия являются минимальными и максимальными значениями параметров блоков Valve opening area vector.

Площадь открытия в Tabulated data - Area vs. pressure параметризация

Динамика Открытия

По умолчанию движущие силы открытия клапана проигнорированы. Клапан принят, чтобы мгновенно ответить на изменения в перепаде давления без задержки между началом воздействия давления и увеличенным открытием клапана, которое производит воздействие. Если такие задержки имеют значение в модели, можно получить их путем установки параметров блоков Opening dynamics на Include valve opening dynamics. Клапаны затем открывают каждого на уровне, данном выражением:

S˙=S(ΔpSS)−S(ΔpIn)τ,

где τ является мерой времени, необходимого для мгновенной площади открытия (индекс In) достигнуть нового установившегося значения (индекс SS).

Leakage area

Основная цель области утечки закрытого клапана не должна убеждаться ни в какое время, делает фрагмент гидравлической сети, становятся изолированными от остатка от модели. Такие изолированные фрагменты уменьшают числовую робастность модели и могут замедлить симуляцию или заставить его перестать работать. Утечка обычно присутствует в крохотных суммах в реальных клапанах, но в модели ее точное значение менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль. Область утечки получена из параметров блоков того же имени.

Скорость потока жидкости клапана

Причины падения давления, понесенного в проходах клапана, проигнорированы в блоке. Безотносительно их характера — внезапных изменений сечения, искривлений линии потока — только их совокупный эффект рассматривается во время моделирования. Этот эффект получен в блоке коэффициентом расхода, мерой скорости потока жидкости через клапан относительно теоретического значения, которое это имело бы при идеальном клапане. Скорость потока жидкости через клапан задана как:

q=CDS2ρΔpAB[(ΔpAB)2+pКритика2]1/4,

где:

  • q является объемным расходом через клапан.

  • C D является значением параметров блоков Discharge coefficient.

  • S является площадью открытия клапана.

  • AB Δp является перепадом давления от порта A до порта B.

  • Критика p является перепадом давления, при котором поток переключает между режимами ламинарного и турбулентного течения.

Расчет критического давления зависит от установки параметров блоков Laminar transition specification. Если этот параметр находится в настройке по умолчанию By pressure ratio:

pCrit=(pAtm+pAvg)(1−βCrit),

где:

  • Банкомат p является атмосферным давлением (как задано для соответствующей гидравлической сети).

  • p В среднем является средним значением абсолютных давлений в портах A и B.

  • Критика β является значением параметров блоков Laminar flow pressure ratio.

Если параметры блоков Laminar transition specification вместо этого установлены в By Reynolds number:

pCrit=ρ2(ReCritνCDDH)2,

где:

  • Критика Re является значением параметров блоков Critical Reynolds number.

  • ν является кинематической вязкостью, заданной для гидравлической сети.

  • D H является мгновенным гидравлическим диаметром:

    DH=4Sπ.

Порты

Сохранение

развернуть все

Открытие, посредством которого поток может войти в клапан.

Открытие, посредством которого поток может выйти из клапана.

Параметры

развернуть все

Метод, которым можно вычислить площадь открытия клапана. Настройка по умолчанию предписывает линейное соотношение между площадью открытия клапана и перепадом давления между его портами датчика. Альтернативная установка позволяет, чтобы общее, нелинейное отношение было задано в табличной форме.

Площадь открытия клапана в положении полностью открытого отверстия. Клапан полностью открыт, если перепад давления от порта A до порта B сверх того данного суммой параметров блоков Valve regulation range и Valve pressure setting.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Перепад давления от порта A до порта B, который должен обеспечить клапан. Клапан начинает открываться, когда перепад давления превышает значение, заданное здесь. Если перепад давления меньше этого значения, клапан максимально закрывается, и площадь открытия то, что дана в параметрах блоков Leakage area.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Интервал перепада давления, на котором клапан спроектирован, чтобы действовать. Этот интервал простирается от самого большого перепада давления, при котором клапан максимально закрывается для самого низкого перепада давления, при котором клапан полностью открыт. Только в этой области значений клапан, способный к поддержанию заданной установки давления.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Отношение фактической скорости потока жидкости через клапан к теоретическому значению, которое это имело бы при идеальном клапане. Этот полуэмпирический параметр измеряет поток, позволенный через клапан: чем больше его значение, тем больше скорость потока жидкости. Обратитесь к таблице данных клапана, при наличии, для этого параметра.

Площадь открытия клапана в положении полностью закрытого отверстия, когда только внутренняя утечка между ее портами остается. Этот параметр служит, в основном, чтобы гарантировать, что закрытие клапана не заставляет фрагменты тепловой жидкой сети становиться изолированными. Точное значение, заданное здесь, менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Linear area-pressure relationship.

Вектор из перепадов давления от порта A до порта B, в котором можно задать площадь открытия клапана. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо. Этот порядок важен при определении параметров блоков Opening area vector.

Блок использует эти данные, чтобы создать интерполяционную таблицу, которой можно определить из абсолютного давления в порте B площадь открытия клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений).

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure.

Вектор из площадей открытия, соответствующих точкам останова, задан в параметрах блоков Pressure differential vector. Векторные элементы должны увеличиться монотонно слева направо (направление увеличивающегося давления). Для лучших результатов избегайте областей сглаженного наклона.

Блок использует эти данные, чтобы создать интерполяционную таблицу, которой можно определить из перепада давления площадь открытия клапана. Данные обрабатываются с линейной интерполяцией (в области значений табличных данных) и экстраполяция ближайшего соседа (за пределами области значений).

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening area parameterization установлены в Tabulated data - Area vs. pressure.

Параметр, в терминах которого можно задать контур между режимами ламинарного и турбулентного течения. Отношение давления параметризации по умолчанию задано как абсолютное давление при выходе, разделенном на то же самое во входе.

Отношение давления, в котором поток принят к переходу между ламинарными и турбулентными режимами. Отношение давления задано как абсолютное давление при выходе, разделенном на то же самое во входе. Переход принят, чтобы явиться гладким и быть сосредоточенным на этом значении.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Laminar transition specification установлены в Reynolds number.

Число Рейнольдса, при котором поток переходит между ламинарным и турбулентным режимами.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Laminar transition specification установлены в Pressure ratio.

Выбор того, получить ли вводную динамику клапана. Выбор Include valve opening dynamics заставляет клапан постепенно открываться, чтобы приблизиться к его новой установившейся области по маленькому отрезку времени. Характеристическое время для таких переходов дано в параметрах блоков Opening time constant.

Установка этого параметра на альтернативный Do not include valve opening dynamics эквивалентно определению значения 0 в течение постоянного времени открытия. Площадь открытия в этом случае принята, чтобы достигнуть ее нового установившегося значения мгновенно.

Включайте вводную динамику, чтобы более точно получить поведение реального клапана. Для лучшей эффективности симуляции в реальном времени используйте с локальным решателем или отключите динамику открытия клапана в целом.

Мера времени, потраченного клапаном к переходу от его текущей площади открытия до нового установившегося значения. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить уровень, на котором клапан открывается и от него мгновенная площадь открытия на следующем временном шаге.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening dynamics установлены в Include valve opening dynamics.

Область, нормальная к направлению потока в клапане в начале симуляции. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить начальный уровень, на котором клапан открывается и от него мгновенная площадь открытия на следующем временном шаге.

Зависимости

Этот параметр активен, когда параметры блоков Opening dynamics установлены в Include valve opening dynamics.

Расширенные возможности

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

Смотрите также

| |

Темы

Введенный в R2016a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте