Клапан для модуляции потока между двумя тепловыми жидкими узлами
Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Valves & Orifices / Направленные Распределительные клапаны
Блок 2-Way Directional Valve (TL) моделирует поток через направленный распределительный клапан с двумя портами (A и B) и один путь к потоку (A –B). Путь содержит отверстие переменного сечения, которое масштабируется пропорционально смещению поршня управления — часто мяч, золотник или диафрагма, сопоставленная с сигналом в порте S. Клапаны этого типа служат переключателями, которыми можно модулировать поток в одной строке, например, чтобы разрядиться текут из бака. Модель клапана основана на блоке Variable Area Orifice (TL), и это совместно использует уравнения, описанные для того блока.
Клапан с плавкой регулировкой. Это переключает гладко между положениями, из которых это имеет два. Один — нормальное положение — то, что, к которому возвращается клапан, когда его управляющий сигнал падает на нуль. Если перемещение открытия не было задано, A –B отверстие всегда полностью закрывается в этом положении. Другой — рабочее положение — то, что, в который перемещается клапан, когда его управляющий сигнал повышается до максимума. Отверстие обычно полностью открыто в этом положении. Обратите внимание на то, что, ли отверстие на самом деле открыто и насколько открытый это, оба зависят от перемещений открытия клапана.
То, которые располагают клапан, находится в, зависит от координаты поршня управления относительно A –B отверстие — длина, упомянутая здесь как открытие отверстия. Открытие отверстия вычисляется в процессе моделирования от перемещения открытия, заданного через параметры блоков того же имени, и от перемещения органа управления, данного физическим сигналом в порте S:
где:
AB h является A –B открытие отверстия.
h AB0 является A –B перемещение открытия.
x является перемещением органа управления.
Перемещение органа управления нуля соответствует клапану, который находится в его нормальном положении. A –B трещины отверстия открывается, когда вводная переменная (AB h) повышается выше нуля. Это затем продолжает расширяться с увеличивающимся открытием отверстия — и поэтому с увеличивающимся перемещением органа управления.
Отверстие полностью открыто, когда его открытие отверстия в заданном максимуме. В линейной параметризации клапана этот максимум получен из параметров блоков Maximum valve opening. В сведенной в таблицу параметризации клапана максимальное открытие получено из последней точки останова в табличных данных.
Клапан по умолчанию сконфигурирован так, чтобы он был полностью закрыт, когда перемещение органа управления является нулем. Такой клапан часто описывается как полируемый нулем. Это возможно, путем применения смещения к поршню управления, чтобы смоделировать клапан, который является underlapped (частично открытый, когда перемещение органа управления является нулем), или перекрытый (полностью закрытый до перемещения органа управления, равного прикладному смещению). Рисунок показывает открытие отверстия в зависимости от перемещения органа управления для каждого случая:
Случай I: клапан с нулевым перекрытием. Перемещение открытия является нулем. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления полностью покрывает отверстие. Клапан с нулевым перекрытием полностью закрывается когда падения перемещения органа управления, ниже нуля.
Случай II: клапан с отрицательным перекрытием. Перемещение открытия положительно. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления покрывает отверстие, но не полностью. Клапан с отрицательным перекрытием частично открыт, пока перемещение органа управления не падает ниже отрицаемого значения смещения.
Случай III: клапан с положительным перекрытием. Перемещение открытия отрицательно. Поршень управления полностью покрывает отверстие не только в нормальном положении, но и по небольшой области вокруг этого. Клапан с положительным перекрытием полностью закрывается, пока поршень управления не пересекает перемещение открытия, заданное для отверстия.
Открытие отверстия служит в процессе моделирования, чтобы вычислить массовый расход жидкости через отверстие. Вычисление может быть прямым отображением от открытия до скорости потока жидкости или косвенного преобразования, сначала от открытия до площади постоянного отверстия и затем от площади постоянного отверстия до массового расхода жидкости. Вычисление и данные, требуемые для него, зависят от установки параметров блоков Valve parameterization:
Linear area-opening relationship — Вычислите площадь открытия клапана от перемещения органа управления, и от него получают массовый расход жидкости через клапан. Площадь открытия принимается линейно зависимой с перемещением органа управления. Наклон линейной зависимости определяется из параметров блоков Maximum opening area и Maximum valve opening.
Tabulated data - Area vs. opening — Вычислите площадь открытия клапана от перемещения органа управления, и от него получают массовый расход жидкости через клапан. Площадь открытия может варьироваться нелинейно с перемещением органа управления. Отношение между этими двумя дано табличными данными в параметрах блоков Opening area vector и Valve opening vector.
Tabulated data - Mass flow rate vs. opening and pressure drop — Вычислите массовый расход жидкости непосредственно от перемещения органа управления и перепада давления на клапане. Отношение между этими тремя переменными может быть нелинейным, и оно дано табличными данными в Valve opening vector, Pressure drop vector и параметрах блоков Mass flow rate table.
Основная цель уровня утечек закрытого клапана не должна убеждаться ни в какое время, фрагмент тепловой жидкой сети становится изолированным от остатка от модели. Такие изолированные фрагменты уменьшают числовую робастность модели и могут замедлить симуляцию или заставить его перестать работать. Утечка обычно присутствует в реальных клапанах, но в модели ее точное значение менее важно, чем то, что это было небольшим числом, больше, чем нуль. Уровень утечек определяется из параметров блоков Leakage area.
Перепад давления при клапане вычисляется от эмпирического параметра, известного как коэффициент расхода (полученный из параметров блоков Discharge coefficient). Вычисление получает эффект режима течения с перепадом давления, являющимся пропорциональным массовому расходу жидкости, когда поток ламинарен и квадрату того же самого, когда поток турбулентен. Также полученный восстановление давления, чем в реальных клапанах, находится между vena contracta (самая узкая апертура клапана) и выход, который обычно находится маленькое расстояние далеко.
Этот блок является составным компонентом, включающим один блок Variable Area Orifice (TL), расположенный как показано на рисунке. Параметры блоков Orifice orientation установлены так, чтобы положительный сигнал действовал, чтобы открыть отверстие. Заданное перемещение открытия применяется к этому блоку. Обратитесь к блоку Variable Area Orifice (TL) для детали о вычислениях площади открытия.
Variable Area Orifice (TL) | 3-Way Directional Valve (TL) | 4-Way Directional Valve (TL) | Check Valve (TL)
