Check Valve (IL)

Запорный клапан в изотермической системе

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Valves & Orifices / Направленные Распределительные клапаны

  • Check Valve (IL) block

Описание

Блок Check Valve (IL) моделирует поток через клапан от порта A до порта B и ограничивает, текут из перемещения от порта B до порта A. Когда давление в порте B соответствует или превышает порог давления набора, клапан начинает открываться.

Можно смоделировать открытие клапана или линейно или табличными данными, и можно включить дефектное поведение установкой Enable faults к On.

Линейная параметризация

Когда Opening parameterization установлен в Linear, клапан открытая область линейно связан с вводным перепадом давления.

Вводное давление

Существует две опции для управления клапаном:

  • Когда Opening pressure differential установлен в Pressure differential, давление управления является перепадом давления между портами A и B. Клапан начинает открываться, когда управление P соответствует или превышает Cracking pressure differential.

  • Когда Opening pressure differential установлен в Pressure at port A, давление управления является перепадом давлений между портом A и атмосферным давлением. Когда управление P соответствует или превышает Cracking pressure (gauge), клапан начинает открываться.

Площадь открытия и давление

Линейная параметризация области клапана

Avalve=p^(AmaxAleak)+Aleak,

где нормированное давление, p^,

p^=pcontrolpcrackingpmaxpcracking.

Уравнение массового расхода жидкости

Масса сохраняется через клапан:

m˙A+m˙B=0.

Массовый расход жидкости через клапан вычисляется как:

m˙=CdAvalve2ρ¯PRloss(1(AvalveAport)2)Δp[Δp2+Δpcrit2]1/4,

где:

  • C d является Discharge coefficient.

  • Клапан A является мгновенным клапаном открытая область.

  • Портом A является Cross-sectional area at ports A and B.

  • ρ¯ средняя плотность жидкости.

  • Δp является перепадом давлений клапана p p B.

Критическим перепадом давлений, критикой Δp, является перепад давления, сопоставленный с Critical Reynolds number, критикой Re, точкой перехода режима течения между ламинарным и турбулентным течением:

Δpcrit=πρ¯8Avalve(νRecritCd)2.

Падение давления описывает сокращение давления при клапане из-за уменьшения в области. потеря PR вычисляется как:

PRloss=1(AvalveAport)2(1Cd2)CdAvalveAport1(AvalveAport)2(1Cd2)+CdAvalveAport.

Восстановление давления описывает положительный скачок давления при клапане из-за увеличения области. Если вы не хотите получать это увеличение давления, установите Pressure recovery на Off. В этом случае потеря PR равняется 1.

Параметризация табличных данных

Когда Opening parameterization установлен в Tabulated data, клапан открывается согласно обеспеченным пользователями табличным данным объемного расхода и перепада давления между портами A и B.

В рамках табличных данных массовый расход жидкости вычисляется как:

m˙=ρ¯V˙,

где:

  • V˙ объемный расход.

  • ρ¯ средняя плотность жидкости.

Когда давление симуляции падает ниже первого элемента Pressure drop vector, ΔpTLU(1), массовый расход жидкости вычисляется как:

m˙=KLeakρ¯Δp.

KLeak=VTLU(1)|ΔpTLU(1)|,

где VTLU(1) является первым элементом Volumetric flow rate vector.

Когда давление симуляции повышается выше последнего элемента Pressure drop vector, ΔpTLU(end), массовый расход жидкости вычисляется как:

m˙=KMaxρ¯Δp.

KMax=VTLU(end)|ΔpTLU(end)|,

где VTLU(end) является последним элементом Volumetric flow rate vector.

Динамика Открытия

Линейная параметризация поддерживает открытие клапана и заключительную динамику. Если вводные движущие силы моделируются, задержка введена ответу потока на смоделированный, контролируют давление. управление p становится динамическим давлением управления, p dyn; в противном случае управление p является установившимся давлением. Мгновенное изменение в динамическом давлении управления вычисляется на основе Opening time constant, τ:

p˙dyn=pcontrolpdynτ.

По умолчанию Opening dynamics установлен в Off.

Численно сглаживавшее давление

В экстремальных значениях области значений давления управления можно обеспечить числовую робастность в симуляции путем корректировки блока Smoothing factor. Функция сглаживания применяется к каждому расчетному, контролируют давление, но в основном влияет на симуляцию в экстремальных значениях этой области значений.

Smoothing factor, s, применяется к нормированному давлению, p^:

p^smoothed=12+12p^2+(s4)212(p^1)2+(s4)2,

и сглаживавшее давление:

Дефектное поведение

Когда отказы включены, клапан, открытая область становится упорно продолженной заданное значение в ответ на одно или оба из этих триггеров:

  • Время симуляции — Сбой происходит в требуемое время.

  • Поведение симуляции — Сбой происходит в ответ на внешний триггер. Это отсоединяет порт T.

Три опции отказа доступны в параметре Opening area when faulted:

  • Closed

  • Open

  • Maintain at last value

После того, как инициированный, клапан остается в неработающей области для остальной части симуляции. Можно установить блок выпускать дефектную ведомость как предупреждающее сообщение или сообщение об ошибке в Средстве просмотра Диагностики Simulink параметром Reporting when fault occurs.

Сбой в линейной параметризации

В линейной параметризации опции отказа заданы областью клапана:

  • Closed — Область клапана замораживается в Leakage area.

  • Open — Область клапана замораживается в Maximum opening area.

  • Maintain at last value — Клапан замораживается в открытой области, когда триггер происходит.

Сбой в параметризации табличных данных

В сведенной в таблицу параметризации опции отказа заданы массовым расходом жидкости через клапан:

  • Closed — Клапан замораживается в массовом расходе жидкости, сопоставленном с первыми элементами Volumetric flow rate vector и Pressure drop vector:

    m˙=KLeakρ¯Δp.

  • Open — Клапан замораживается в массовом расходе жидкости, сопоставленном с последними элементами Volumetric flow rate vector и Pressure drop vector:

    m˙=KMaxρ¯Δp.

  • Maintain at last value — Клапан замораживается в массовом расходе жидкости и перепаде давления, когда триггер происходит:

    m˙=KLastρ¯Δp,

где

KLast=|m˙|ρ¯|Δp|.

Предопределенная параметризация

Предварительная параметризация блока Check Valve (IL) с данными производителя доступна. Эти данные позволяют вам моделировать определенный компонент поставщика.

Загружать предопределенную параметризацию,

  1. Нажмите гиперссылку "Select a predefined parameterization" в диалоговом описании блока Check Valve (IL).

  2. Выберите часть из выпадающего меню и нажмите Update block with selected part.

  3. Если вы изменяете какие-либо установки параметров после загрузки параметризации, можно проверять изменения путем нажатия на Compare block settings with selected part. Любое различие в настройках между блоком и предопределенной параметризацией отобразится в окне команды MATLAB.

Примечание

Предопределенная параметризация компонентов Simscape использует доступные источники данных для предоставления значений параметров. Техническое решение и упрощение предположений используются, чтобы заполнить для недостающих данных. В результате отклонения между симулированным и фактическим физическим поведением должны ожидаться. Чтобы гарантировать необходимую точность, необходимо подтвердить симулированное поведение против экспериментальных данных и совершенствовать модели компонента по мере необходимости.

Порты

Сохранение

развернуть все

Точка входа к клапану.

Точка выхода к клапану.

Входной параметр

развернуть все

Порт физического сигнала для внешнего триггера отказа. Инициирование происходит, когда значение больше 0.5. Нет никакого модуля, сопоставленного с триггерным значением.

Зависимости

Этот порт отображается, когда Enable faults установлен в On и Enable external fault trigger установлен в Fault when T >= 0.5.

Параметры

развернуть все

Параметры

Метод вычисления открытия клапана.

  • Linear: Площадь открытия клапана соответствует линейно давлению клапана.

  • Tabulated data: Массовый расход жидкости клапана определяется из сведенные в таблицу клапаны объемного расхода и перепада давления.

Задает перепад давления управления. Pressure differential опция относится к перепаду давлений между портами A и B. Pressure at port A опция относится к перепаду давлений между портом A и атмосферным давлением.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear.

Давление, вне которого инициирована работа клапана. Это - давление набора, когда давление управления является перепадом давления между портами A и B.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening pressure specification на Pressure differential и Opening parameterization к Linear.

Абсолютное давление, вне которого инициирована работа клапана, когда давление управления является перепадом давления между портом A и атмосферным давлением.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear и Opening pressure specification к Pressure at port A.

Максимальное дифференциальное давление клапана. Этот параметр обеспечивает верхний предел давлению так, чтобы системные давления остались реалистичными.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear и Opening pressure specification к Pressure differential.

Максимальное абсолютное давление клапана. Этот параметр обеспечивает верхний предел давлению так, чтобы системные давления остались реалистичными.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear и Opening pressure specification к Pressure at port A.

Площадь поперечного сечения клапана в его положении полностью открытого отверстия.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear.

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear.

Площадь поперечного сечения в портах A и B входа и выхода. Эти области используются в уравнении скорости потока жидкости давления, которое определяет массовый расход жидкости через клапан.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear.

Поправочный коэффициент, который составляет потери выброса в теоретических потоках.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear.

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения через клапан.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear.

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.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear.

Увеличиваются ли с учетом давления когда жидкость течет с области меньшей площади поперечного сечения в область большей площади поперечного сечения.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear.

Ли с учетом переходных эффектов к гидросистеме из-за открытия клапана. Установка Opening dynamics к On аппроксимирует вводные условия путем представления задержки первого порядка в ответе потока. Opening time constant также влияет на смоделированную вводную динамику.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear.

Постоянный, который получает время, требуемое для жидкости достигнуть установившийся при открытии или закрытии клапана от одного положения до другого. Этот параметр влияет на смоделированную вводную динамику.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Linear и Opening dynamics к On.

Вектор из значений перепада давления для табличной параметризации открытия клапана. Этот вектор должен иметь то же число элементов как параметр Volumetric flow rate vector. Векторные элементы должны быть перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Tabulated data.

Вектор из значений объемного расхода для табличной параметризации открытия клапана. Этот вектор должен иметь то же число элементов как параметр Pressure drop vector. Векторные элементы должны быть перечислены в порядке возрастания.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening parameterization на Tabulated data.

Отказы

Включите внешне или временно инициированные отказы. Когда сбой произойдет, область клапана, обычно установленная вводной параметризацией, будет установлена в значение, заданное в параметре Opening area when faulted.

Устанавливает неработающую область клапана или массовый расход жидкости. Можно принять решение для клапана захватить в полностью закрытый или положение полностью открытого отверстия, или при условиях, когда сбой инициирован. Это наборы параметров область, когда Opening parameterization установлен в Linear и массовый расход жидкости, когда Opening parameterization установлен в Tabulated data.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On.

Включает порт T. Физический сигнал в порте T, который больше 0.5 триггерный сбой.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On.

Включает инициирование отказа в требуемое время. Когда Simulation time for fault event будет достигнут, область клапана будет установлена в значение, заданное в параметре Opening area when faulted.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On.

Когда Simulation time for fault event достигнут, область клапана установлена в значение, заданное в параметре Opening area when faulted.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On и Enable temporal fault trigger к On.

Создание отчетов о настройке условию отказа. Когда создание отчетов установлено в Warning или Error, сообщение отображено в Средстве просмотра Диагностики Simulink. Когда Error выбран, симуляция остановится, если сбой произойдет.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Enable faults на On.

Примеры модели

Введенный в R2020a