Pilot-Operated Check Valve (IL)

Запорный клапан с экспериментальным регулированием давления в изотермической жидкой системе

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

Описание

Блок Pilot-Operated Check Valve (IL) моделирует клапан контроля потока с переменной направленностью потока на основе давления экспериментальной линии. Поток обычно ограничивается, чтобы переместиться от порта A до порта B или в связанной или в разъединенной настройке тарелки золотника, согласно параметру Pilot configuration.

Прооперированный пилотами схематичный запорный клапан

Давление управления, _{управление} p:

$p_{c o n t r o l} = p_{p i l o t} k_{p} + (p_{A} - p_{B}),$

где:

_Пилот p является пилотом управления перепад давления.
k _p является Pilot ratio, отношение области в порте X к области в порте A: $k_{p} = \frac{A_{X}}{A_{A}} .$
p – p _B является перепадом давления по клапану.

Когда давление управления превышает Cracking pressure differential, тарелка перемещается, чтобы позволить, текут из порта B к порту A.

Нет никакого массового потока между портом X и портами A и B.

Регулирование давления клапана с портом управления

Экспериментальный перепад давления для управления клапаном может быть сконфигурирован двумя способами:

Когда параметр Opening pilot pressure specification устанавливается на Pressure at port X relative to port A, экспериментальное давление является перепадом давления между портом X и портом A.
Когда Opening pilot pressure specification установлен в Pressure at port X relative to atmospheric pressure, экспериментальное давление является перепадом давлений между портом X и атмосферным давлением.

Когда Pilot configuration установлен в Disconnected pilot spool and poppet, относительное давление в порте X должно быть положительным. Если измеренное экспериментальное давление отрицательно, давление управления только основано на перепаде давления между портами A и B. В Rigidly connected pilot spool and poppet при установке экспериментальное давление является измеренным перепадом давления согласно вводной спецификации.

Уравнение массового расхода жидкости

Масса сохраняется через клапан:

${\dot{m}}_{A} + {\dot{m}}_{B} = 0.$

Массовый расход жидкости через клапан вычисляется как:

$\dot{m} = \frac{C_{d} A_{v a l v e} \sqrt{2 \bar{ρ}}}{\sqrt{P R_{l o s s} (1 - {(\frac{A_{v a l v e}}{A_{p o r t}})}^{2})}} \frac{Δ p}{{[Δ p^{2} + Δ p_{c r i t}^{2}]}^{1 / 4}},$

где:

C _d является Discharge coefficient.
_Клапан A является мгновенным клапаном открытая область.
_Портом A является Cross-sectional area at ports A and B.
$\bar{ρ}$ 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:

$Δ p_{c r i t} = \frac{π \bar{ρ}}{8 A_{v a l v e}} {(\frac{ν {Re}_{c r i t}}{C_{d}})}^{2} .$

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

$P R_{l o s s} = \frac{\sqrt{1 - {(\frac{A_{v a l v e}}{A_{p o r t}})}^{2} (1 - C_{d}^{2})} - C_{d} \frac{A_{v a l v e}}{A_{p o r t}}}{\sqrt{1 - {(\frac{A_{v a l v e}}{A_{p o r t}})}^{2} (1 - C_{d}^{2})} + C_{d} \frac{A_{v a l v e}}{A_{p o r t}}} .$

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.

На площадь открытия, _клапан A, также влияет динамика открытия клапана.

Открытие параметризации

Линейная параметризация области клапана

$A_{v a l v e} = \hat{p} (A_{\max} - A_{l e a k}) + A_{l e a k},$

где нормированное давление, $\hat{p}$ ,

$\hat{p} = \frac{p_{c o n t r o l} - p_{c r a c k i n g}}{p_{\max} - p_{c r a c k i n g}} .$

Когда Smoothing factor, s, является ненулевым, сглаживавшее, нормированное давление вместо этого подано к области клапана:

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

Динамика Открытия

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:

${\dot{p}}_{d y n} = \frac{p_{c o n t r o l} - p_{d y n}}{τ} .$

По умолчанию Opening dynamics установлен в Off.

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Жидкая точка входа к клапану. Когда давление управления превышает давления открытия, жидкость может выйти от этого порта.

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

Жидкая точка выхода от клапана. Когда давление управления превышает давления открытия, жидкость может ввести клапан от этого порта.

`X` — Порт Pressure
изотермическая жидкость

Порт Pressure, который способствует управлению потоками через клапан.

Параметры

развернуть все

`Pilot configuration` — Геометрия клапана
`Rigidly connected pilot spool and poppet` (значение по умолчанию) | `Disconnected pilot spool and poppet`

Геометрия клапана. Клапан может или иметь вводный механизм, который соединяется с тарелкой клапана, в случае Rigidly connected pilot spool and poppet установка, или вводный механизм, который выравнивается с, но перемещается свободно далеко от, тарелка клапана, в случае Disconnected pilot spool and poppet установка. Выбор настройки определяет экспериментальный расчет давления.

`Opening pilot pressure specification` — Ссылочный перепад давления для управления клапаном
`Pressure at port X relative to port A` (значение по умолчанию) | `Pressure at port X relative to atmospheric pressure`

Ссылочный перепад давления используется для управления клапаном. Этот дифференциал задает экспериментальный перепад давления, который добавлен к перепаду давления между портами A и B и сравнен с порогом клапана Cracking pressure differential.

`Cracking pressure differential` — Порог давления
`0.01 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Установите давление для работы клапана.

`Maximum opening pressure differential` — Максимальный перепад давления при открытом клапане
`0.02 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальный перепад давления при открытом клапане. Это значение обеспечивает верхний предел давлениям симуляции так, чтобы результаты остались физическими.

`Pilot ratio` — Отношение области порта управления
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (0,1]

Отношение области портов X к области портов A.

`Maximum opening area` — Максимальная область клапана
`1e-4 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Максимальная область клапана. Это значение используется, чтобы определить нормированное давление клапана и площадь открытия клапана во время операции.

`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, насыщается к определенной площади утечки. Это способствует числовой устойчивости путем поддержания непрерывности в потоке.

`Cross-sectional area at ports A and B` — Область при сохранении портов
`inf m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Области в портах A и B входа и выхода, которые используются в уравнении скорости потока жидкости давления, которое определяет массовый расход жидкости через клапан.

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

Поправочный коэффициент, составляющий потери выброса в теоретических потоках.

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

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения через отверстие.

`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.

`Pressure recovery` — Увеличиваются ли с учетом давления в расширениях области
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

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

`Opening dynamics` — Ввести ли задержку потока из-за открытия клапана
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

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 давления. Opening time constant также влияет на смоделированную вводную динамику.

`Opening time constant` — Постоянная времени открытия клапана
`0.1 s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Opening dynamics на On.

Введенный в R2020a

Документация

Pilot-Operated Check Valve (IL)

Описание

Регулирование давления клапана с портом управления

Уравнение массового расхода жидкости

Открытие параметризации

Динамика Открытия

Порты

Сохранение

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`X` — Порт Pressure
изотермическая жидкость

Параметры

`Pilot configuration` — Геометрия клапана
`Rigidly connected pilot spool and poppet` (значение по умолчанию) | `Disconnected pilot spool and poppet`

`Opening pilot pressure specification` — Ссылочный перепад давления для управления клапаном
`Pressure at port X relative to port A` (значение по умолчанию) | `Pressure at port X relative to atmospheric pressure`

`Cracking pressure differential` — Порог давления
`0.01 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening pressure differential` — Максимальный перепад давления при открытом клапане
`0.02 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pilot ratio` — Отношение области порта управления
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (0,1]

`Maximum opening area` — Максимальная область клапана
`1e-4 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

`Cross-sectional area at ports A and B` — Область при сохранении портов
`inf 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
12 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Pressure recovery` — Увеличиваются ли с учетом давления в расширениях области
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

`Opening dynamics` — Ввести ли задержку потока из-за открытия клапана
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

`Opening time constant` — Постоянная времени открытия клапана
`0.1 s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Pilot-Operated Check Valve (IL)

Описание

Регулирование давления клапана с портом управления

Уравнение массового расхода жидкости

Открытие параметризации

Динамика Открытия

Порты

Сохранение

A — Жидкий порт изотермическая жидкость

B — Жидкий порт изотермическая жидкость

X — Порт Pressure изотермическая жидкость

Параметры

Pilot configuration — Геометрия клапана Rigidly connected pilot spool and poppet (значение по умолчанию) | Disconnected pilot spool and poppet

Opening pilot pressure specification — Ссылочный перепад давления для управления клапаном Pressure at port X relative to port A (значение по умолчанию) | Pressure at port X relative to atmospheric pressure

Cracking pressure differential — Порог давления 0.01 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Maximum opening pressure differential — Максимальный перепад давления при открытом клапане 0.02 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Pilot ratio — Отношение области порта управления1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (0,1]

Maximum opening area — Максимальная область клапана 1e-4 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

Cross-sectional area at ports A and B — Область при сохранении портов inf 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 течения12 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Pressure recovery — Увеличиваются ли с учетом давления в расширениях области Off (значение по умолчанию) | On

Opening dynamics — Ввести ли задержку потока из-за открытия клапана Off (значение по умолчанию) | On

Opening time constant — Постоянная времени открытия клапана 0.1 s (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`B` — Жидкий порт
изотермическая жидкость

`X` — Порт Pressure
изотермическая жидкость

`Pilot configuration` — Геометрия клапана
`Rigidly connected pilot spool and poppet` (значение по умолчанию) | `Disconnected pilot spool and poppet`

`Opening pilot pressure specification` — Ссылочный перепад давления для управления клапаном
`Pressure at port X relative to port A` (значение по умолчанию) | `Pressure at port X relative to atmospheric pressure`

`Cracking pressure differential` — Порог давления
`0.01 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum opening pressure differential` — Максимальный перепад давления при открытом клапане
`0.02 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pilot ratio` — Отношение области порта управления
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина в области значений (0,1]

`Maximum opening area` — Максимальная область клапана
`1e-4 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

`Cross-sectional area at ports A and B` — Область при сохранении портов
`inf 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
12 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

`Pressure recovery` — Увеличиваются ли с учетом давления в расширениях области
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

`Opening dynamics` — Ввести ли задержку потока из-за открытия клапана
`Off` (значение по умолчанию) | `On`

`Opening time constant` — Постоянная времени открытия клапана
`0.1 s` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина