Pressure-Compensated 3-Way Flow Control Valve (IL)

Управление потоками с 3 путями в изотермической жидкой системе

Библиотека:
Simscape / Жидкости / Изотермическая Жидкость / Valves & Orifices / Клапаны контроля потока

Описание

Управление потоками постоянного давления моделей блока Pressure-Compensated 3-Way Flow Control Valve (IL). Когда давление управления, p – p _B, соответствует или превышает Set orifice pressure differential, вспомогательный компонент базового клапана компенсатора открывается, чтобы поддерживать давление в блоке.

Открытием клапана контроля потока и закрытием управляет физический сигнал, полученный в порте S, который определяет область базового блока отверстия. Положительный сигнал открывает клапан. Порт R вентилирует жидкость к другой части вашей сети.

Для компенсированного давлению управления потоками без вентиляции смотрите блок Pressure-Compensated Flow Control Valve (IL).

Параметризация отверстия

Можно выбрать модель клапана с установкой Orifice parameterization:

Linear - area vs. control member position аналитическая формулировка, которая принимает, что площадь открытия клапана и орган управления клапана связаны линейно.
Tabulated data - Area vs. control member position предоставленная пользователями таблица данных, которая связывает область открытия отверстия и перемещение органа управления. Блок запрашивает между точками данных с линейной интерполяцией и использует самую близкую экстраполяцию для точек вне табличных контуров.
Tabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop предоставленная пользователями таблица данных, которая связывает перемещение органа управления, перепад давления отверстия и объемный расход отверстия. Блок запрашивает между точками данных с линейной интерполяцией и использует самую близкую экстраполяцию для точек вне табличных контуров.

Численно сглаживавшая область и давление

В экстремальных значениях площади постоянного отверстия и области значений давления клапана, можно обеспечить числовую робастность в симуляции путем настройки блока Smoothing factor на ненулевое значение меньше чем 1. Функция сглаживания применяется ко всем расчетным областям и давлениям, но в основном влияет на симуляцию в экстремальных значениях этих областей значений.

Нормированная площадь постоянного отверстия вычисляется как:

$\hat{A} = \frac{(A - A_{l e a k})}{(A_{\max} - A_{l e a k})} .$

где:

_Aleak является Leakage area.
_Amax является демпфером Maximum orifice area.

Smoothing factor, f, применяется к нормированной области:

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

Сглаживавшая площадь постоянного отверстия:

$A_{s m o o t h e d} = {\hat{A}}_{s m o o t h e d} (A_{\max} - A_{l e a k}) + A_{l e a k} .$

Точно так же нормированное давление клапана:

$\hat{p} = \frac{(p - p_{s e t})}{(p_{\max} - p_{s e t})} .$

где:

_pset является Set orifice pressure differential.
_pmax является суммой Set orifice pressure differential и Pressure compensator valve regulation range.

Сглаживание применилось к нормированному давлению:

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

и сглаживавшее давление:

$p_{s m o o t h e d} = {\hat{p}}_{s m o o t h e d} (p_{\max} - p_{s e t}) + p_{s e t} .$

Схематичный блок

Компенсированный Давлению Клапан контроля потока С 3 путями (IL) создается из Клапана Компенсатора Давления (IL) и Отверстия (IL) блоки.

Схематичный клапан контроля потока с тремя путями

Порты

Сохранение

развернуть все

`A` — Порт жидкости клапана
изотермическая жидкость

Жидкая запись или выходной порт к клапану с тремя путями.

`B` — Порт жидкости отверстия
изотермическая жидкость

Жидкая запись или выходной порт к отверстию.

`R` — Сокращение порта жидкости клапана
изотермическая жидкость

Жидкий выходной порт от уменьшающего клапана.

Входной параметр

развернуть все

`S` — Физический сигнал, в m
физический сигнал

Открытие отверстия в m, набор как физический сигнал.

Параметры

развернуть все

`Orifice parameterization` — Метод моделирования открытия отверстия
`Linear - area vs. control member position` (значение по умолчанию) | `Tabulated data - Area vs. control member position` | `Tabulated data - Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop`

Метод моделирования открытия отверстия. Открытие или параметризовано линейно, который коррелирует площадь открытия к перемещению органа управления; предоставленными пользователями данными, которые коррелируют область открытия отверстия к перемещению органа управления; или массивом данных, которые коррелируют скорость потока жидкости клапана к перепаду давления клапана и перемещению органа управления.

`Control member position at closed orifice` — Поршень управления возмещен
`0 m` (значение по умолчанию) | скаляр

Смещение поршня управления, когда отверстие полностью открыто. Положительное, ненулевое значение указывает на частично закрытое отверстие. Отрицательное, ненулевое значение указывает на перекрывающееся отверстие, которое остается открытым для начального смещения, установленного физическим сигналом в порте S.

`Control member travel between closed and opened orifice` — Максимальный диапазон поршня управления
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Диапазон поршня управления, который полностью открывает отверстие.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization на Linear - area vs. control member position.

`Maximum orifice area` — Максимальная площадь поперечного сечения отверстия
`8e-5 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь поперечного сечения отверстия в его положении полностью открытого отверстия. Этот параметр используется в качестве верхнего предела для расчетов давления области во время симуляции.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization на Linear - area vs. control member position.

`Control member position vector` — Вектор из вводного положения
`[0, .002, .007] m` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из расстояний открытия отверстия для табличной параметризации области открытия отверстия. Векторные элементы должны соответствовать непосредственные элементам в параметре Orifice area vector. Элементы перечислены в порядке возрастания, и первый элемент должен быть 0. Линейная интерполяция используется между табличными точками данных.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization на Tabulated data - Area vs. control member position.

`Orifice area vector` — Вектор из площадей открытия
`[1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из площадей открытия клапана для табличной параметризации площади открытия клапана. Векторные элементы должны соответствовать непосредственные элементам в параметре Control member position vector. Элементы перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization на Tabulated data - Area vs. control member position.

`Control member position vector, s` — Вектор из перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из перемещений органа управления для табличной параметризации объемного расхода. Вектор перемещения органа управления формирует независимую ось параметром Pressure drop vector, dp для 3-D зависимого параметра Volumetric flow rate table, q(s,dp). Прямое вытеснение соответствует открытию клапана. Значения перечислены в порядке возрастания, и первый элемент должен быть 0. Линейная интерполяция используется между табличными точками данных.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization на Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop.

`Pressure drop vector, dp` — Вектор из значений перепада давления
`[.3, .5, .7] MPa` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Вектор из площадей открытия клапана для табличной параметризации площади открытия клапана. Вектор перепада давления формирует независимую ось параметром Control member position vector, s для 3-D зависимого параметра Volumetric flow rate table, q(s,dp). Значения перечислены в порядке возрастания и должны быть больше 0. Линейная интерполяция используется между табличными точками данных.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization на Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop.

`Volumetric flow rate table, q(s,dp)` — Массив значений объемного расхода
`[1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s` (значение по умолчанию) | M-by-N массив

Массив объемных расходов на основе независимых значений перепада давления и золотника путешествует на расстояние. M и N являются размерами соответствующих векторов:

M является числом элементов в параметре Pressure drop vector, dp.
N является числом элементов в параметре Control member position vector, s.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice parameterization на Volumetric flow rate vs. control member position and pressure drop.

`Set orifice pressure differential` — Порог для работы клапана компенсатора
`0.6 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Величина перепада давления, который инициировал открытие клапана или закрытие.

`Pressure compensator valve regulation range` — Область полностью открытого клапана компенсатора давления
`1e-4 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Площадь поперечного сечения клапана в его положении полностью открытого отверстия. Этот параметр используется в качестве верхнего предела для расчетов давления области во время симуляции.

`Pressure compensator valve maximum area` — Давление операционная область клапана компенсации давления
`0.1 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр

Операционная область значений давления клапана. Область значений регулирования давления находится между Set orifice pressure differential и максимальным рабочим давлением клапана.

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

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

Поправочный коэффициент, который составляет потери выброса в теоретических потоках.

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

Верхний предел числа Рейнольдса для ламинарного течения через клапан.

`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.

Примеры модели

Priority Valve Controlling Two Hydraulic Motors

Приоритетный клапан, управляющий двумя гидравлическими двигателями

Компенсированный давлению клапан контроля потока с 3 путями. Этот клапан обеспечивает постоянную скорость потока жидкости через основной гидравлический двигатель, который соединяется с компенсированным давлению выходом клапана контроля потока. Это действует как приоритетный клапан, отклоняя избыточный поток к вспомогательному гидравлическому двигателю, если основной гидравлический двигатель получает достаточно жидкости, чтобы обеспечить предварительно установленную скорость вращения. Вспомогательный двигатель отключен полностью, если существует недостаточный поток, чтобы привести в действие основной гидравлический двигатель.

Введенный в R2020a

Документация

Pressure-Compensated 3-Way Flow Control Valve (IL)

Описание

Параметризация отверстия

Численно сглаживавшая область и давление

Схематичный блок

Порты

Сохранение

A — Порт жидкости клапана изотермическая жидкость

B — Порт жидкости отверстия изотермическая жидкость

R — Сокращение порта жидкости клапана изотермическая жидкость

Входной параметр

S — Физический сигнал, в m физический сигнал

Параметры

Control member position at closed orifice — Поршень управления возмещен 0 m (значение по умолчанию) | скаляр

Control member travel between closed and opened orifice — Максимальный диапазон поршня управления 5e-3 m (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Maximum orifice area — Максимальная площадь поперечного сечения отверстия 8e-5 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Control member position vector — Вектор из вводного положения [0, .002, .007] m (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

Orifice area vector — Вектор из площадей открытия [1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2 (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

Control member position vector, s — Вектор из перемещений органа управления [0, .002, .004, .007, .017] m (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

Pressure drop vector, dp — Вектор из значений перепада давления [.3, .5, .7] MPa (значение по умолчанию) | 1 n вектором

Зависимости

Volumetric flow rate table, q(s,dp) — Массив значений объемного расхода [1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s (значение по умолчанию) | M-by-N массив

Зависимости

Set orifice pressure differential — Порог для работы клапана компенсатора 0.6 MPa (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Pressure compensator valve regulation range — Область полностью открытого клапана компенсатора давления 1e-4 m^2 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Pressure compensator valve maximum area — Давление операционная область клапана компенсации давления 0.1 MPa (значение по умолчанию) | скаляр

Leakage area — Разорвите область когда в положении полностью закрытого отверстия 1e-10 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 течения150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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

Примеры модели

Приоритетный клапан, управляющий двумя гидравлическими двигателями

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

`A` — Порт жидкости клапана
изотермическая жидкость

`B` — Порт жидкости отверстия
изотермическая жидкость

`R` — Сокращение порта жидкости клапана
изотермическая жидкость

`S` — Физический сигнал, в m
физический сигнал

`Control member position at closed orifice` — Поршень управления возмещен
`0 m` (значение по умолчанию) | скаляр

`Control member travel between closed and opened orifice` — Максимальный диапазон поршня управления
`5e-3 m` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Maximum orifice area` — Максимальная площадь поперечного сечения отверстия
`8e-5 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Control member position vector` — Вектор из вводного положения
`[0, .002, .007] m` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`Orifice area vector` — Вектор из площадей открытия
`[1e-09, 4e-09, 1e-05] m^2` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`Control member position vector, s` — Вектор из перемещений органа управления
`[0, .002, .004, .007, .017] m` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`Pressure drop vector, dp` — Вектор из значений перепада давления
`[.3, .5, .7] MPa` (значение по умолчанию) | 1 n вектором

`Volumetric flow rate table, q(s,dp)` — Массив значений объемного расхода
`[1.7e-05, 2e-05, 2.6e-05; .0035, .0045, .0053; .7, .9, 1.06; 1.96, 2.5, 3; 6, 7.7, 9.13] .* 1e-3 m^3/s` (значение по умолчанию) | M-by-N массив

`Set orifice pressure differential` — Порог для работы клапана компенсатора
`0.6 MPa` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pressure compensator valve regulation range` — Область полностью открытого клапана компенсатора давления
`1e-4 m^2` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Pressure compensator valve maximum area` — Давление операционная область клапана компенсации давления
`0.1 MPa` (значение по умолчанию) | скаляр

`Leakage area` — Разорвите область когда в положении полностью закрытого отверстия
`1e-10 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
150 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

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