Клапан для маршрутизации потока между четырьмя линиями
Simscape / Жидкости / Тепловая Жидкость / Valves & Orifices / Направленные Распределительные клапаны
Блок 4-Way Directional Valve моделирует поток через направленный распределительный клапан с четырьмя портами (P, T, A и B) и четыре пути к потоку (P-A, P-B, A-T и B-T). Порты соединяются с тем, что в типичной системе является насосом (P), бак (T) и привод двойного действия (A и B). Пути каждый содержит отверстие переменного сечения, которое масштабируется пропорционально смещению поршня управления — часто мяч, золотник или диафрагма, сопоставленная с сигналом в порте S. Этот клапан служит переключателем, которым можно разделить поток между руками четырехаспектного соединения.
Типичный Setup клапана
Клапан с плавкой регулировкой. Это переключает гладко между положениями, из которых это имеет три. Один — нормальное положение — то, что, к которому возвращается клапан, когда его управляющий сигнал падает на нуль. Если перемещения открытия не были заданы, отверстия клапана всегда полностью закрываются в этом положении. Два — рабочие положения — являются теми, в которых перемещается клапан, когда (абсолютное значение) его управляющего сигнала повышается до максимума. Два отверстия обычно полностью закрываются и еще два, полностью открытые, когда клапан находится в рабочем положении. Обратите внимание на то, что, ли отверстие на самом деле открыто и насколько открытый это, оба зависят от перемещений открытия клапана.
Рабочие положения показаны на рисунке в случае по умолчанию клапана без перемещений открытия. Один, пометил меня, соответствует P-A и B-T отверстия, являющиеся максимально открытым и P-B и A-T отверстия, максимально закрытые. Другой, пометил II, соответствует противоположному расположению, с P-B и A-T отверстия, являющиеся максимально открытым и P-A и B-T отверстия, максимально закрытые. В точках между нормальными и рабочими положениями одно отверстие частично открыто, в то время как другой полностью закрывается. Обратите внимание на то, что никакая связь не существует между портами A и B, ни между P и T и что никакой поток не может разработать через них.
То, которые располагают клапан, находится в, зависит от координат поршня управления относительно P-A, P-B, A-T и B-T отверстия — длины, упомянутые здесь как открытия отверстия. Они вычисляются в процессе моделирования от их перемещений открытия, каждый заданный как параметры блоков в диалоговом окне блока, и от перемещения органа управления, данного физическим сигналом в порте S. Для P-A и B-T отверстия:
где:
Усилителем мощности (УМ) h и BT h является P-A и B-T открытия отверстия.
h PA0 и h BT0 является P-A и B-T перемещения открытия.
x является перемещением органа управления. Обратите внимание на то, что перемещение органа управления нуля соответствует клапану в своем нормальном состоянии.
Для P-B и A-T отверстия:
где:
Петабайтом h и h AT является P-B и A-T открытия отверстия.
h PB0 и h AT0 является P-B и A-T перемещения открытия.
Трещины отверстия открываются, когда его расчетное вводное (переменная h) повышается выше нуля. Это затем продолжает расширять с повышением вводное значение. В случаях P-B и A-T отверстия, это происходит, когда поршень управления перемещен в обратном направлении.
Отверстия - каждый полностью открытый, когда вводное значение в заданном максимуме. В линейной параметризации клапана этот максимум получен из параметров блоков Maximum valve opening. Можно установить параметр Area characteristics на Different for each flow path задавать параметр Maximum valve opening отдельно для каждого отверстия. В сведенной в таблицу параметризации клапана максимальное открытие получено из последней точки останова, заданной в табличных данных.
Перемещения открытия нулем по умолчанию, настройка, которая оставляет отверстия каждым закрытый в нормальном положении клапана. Клапан, так сконфигурированный, как говорят, полируется нулем, ссылка на то, что поршень управления точно измерен, чтобы предотвратить поток через любое отверстие, когда неактивный, или неприводимый в движение (x = 0). В целях этого блока перемещения открытия могут быть задуманы как естественные расстояния между землями (неприводимого в движение) поршня управления и отверстий, которые они должны покрыть.
Другие настройки клапана возможны. Клапан может быть underlapped, например, или перекрытый — термины, показательные из несоответствия между размерностями поршня управления и тех из отверстий клапана. Клапан является underlapped, если его отверстия, каждый частично открывается в нормальном положении. Такой клапан позволяет слабому потоку разрабатывать через все пути одновременно. Клапан перекрывается, если его отверстия каждый закрываются не только в нормальном положении, но также и в маленькой области значений перемещений органа управления вокруг этого.
Рисунки показывают демонстрационный клапан в трех настройках:
Случай I: клапан с нулевым перекрытием. Перемещения открытия равны нулю. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления полностью покрывает оба отверстия. Клапан с нулевым перекрытием полностью закрывается, когда перемещение органа управления ниже нуля.
Случай II: клапан с отрицательным перекрытием. Перемещения открытия оба положительны. Когда клапан находится в нормальном положении, поршень управления покрывает оба отверстия, но ни одного полностью. Клапан с отрицательным перекрытием всегда, по крайней мере, частично открываются.
Случай III: клапан с положительным перекрытием. Перемещения открытия оба отрицательны. Поршень управления полностью покрывает оба отверстия не только в нормальном положении, но также и по небольшой области вокруг этого. Клапан с положительным перекрытием полностью закрывается, пока поршень управления не пересекает перемещение открытия ни одного отверстия.
Таблица суммирует настройки, которые клапан может взять и перемещения открытия, которые характеризуют их. Используйте параметры блоков во вкладке Valve opening offsets, чтобы изменить смещения в случае необходимости.
Настройки распределительного клапана с 4 путями
| Нет | Настройка | Начальные открытия |
|---|---|---|
| 1 |
| Все четыре отверстия перекрываются в нейтральном положении:
|
| 2 |
| Все четыре отверстия открыты (underlapped) в нейтральном положении:
|
| 3 |
| Отверстия
|
| 4 |
| Отверстия
|
| 5 |
| Отверстия
|
| 6 |
| Отверстие
|
| 7 |
| Отверстие
|
| 8 |
| Отверстия
|
| 9 |
| Отверстие
|
| 10 |
| Отверстие
|
| 11 |
| Отверстия
|
Открытия отверстия служат в процессе моделирования, чтобы вычислить массовые расходы жидкости через отверстия. 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 четыре блока Variable Area Orifice (TL), соединенные как показано на рисунке. Один управляющий сигнал приводит в движение четыре блока одновременно. Параметры блоков Orifice orientation установлены так, чтобы положительный сигнал действовал, чтобы открыть P-A и B-T отверстия при закрытии P-B и A-T отверстия. Заданные перемещения открытия каждый применяются к блоку, представляющему намеченное отверстие. Обратитесь к блоку Variable Area Orifice (TL) для детали о вычислениях площади открытия.
2-Way Directional Valve (TL) | Variable Area Orifice (TL) | 3-Way Directional Valve (TL) | Check Valve (TL)
