Pressure-Reducing Valve (2P)

Уменьшающий давление клапан в двухфазной гидросистеме

  • Библиотека:
  • Simscape / Жидкости / Двухфазная Жидкость / Valves & Orifices / Клапаны регулировки давления

  • Pressure-Reducing Valve (2P) block icon

Описание

Блок Pressure-Reducing Valve (2P) моделирует клапан сокращения управления давления в двухфазной гидросистеме. Клапан открыт, когда давление в порте B меньше давления набора и закрывается, когда давление превышает то значение. Давление управления может быть установлено как константа в параметре Set pressure (gauge) или, когда вы устанавливаете Set pressure control на Controlled, давление набора может варьироваться согласно входному сигналу в порте Ps.

Свойства жидкости в клапане вычисляются от входных условий. Нет никакого теплообмена между жидкостью и средой, и поэтому фазовый переход в клапане только происходит из-за перепада давления или распространенного фазового перехода от другой части модели.

Много параметров блоков основаны на номинальных условиях работы, которые соответствуют оцененной эффективности клапана, такой как спецификация в таблице данных производителя.

Регулирование давления

Клапан закрывается, когда давление при клапане, pcontrol, превышает давление набора, pset. Клапан полностью закрывается, когда давление управления достигает конца Pressure regulation range, prange.

Когда вы устанавливаете Set pressure control на Constant, вводная часть клапана, λ, описывается как:

λ=1(1fleak)(pcontrolpset)prange,

где:

  • fleak является Closed valve leakage as a fraction of nominal flow.

  • pcontrol является давлением управления, которое является различием между давлением в порте B и атмосферным давлением.

  • pset является Set pressure (gauge).

Когда вы устанавливаете Set pressure control на Controlled, часть открытия клапана:

λ=1(1fleak)(pcontrolps)prange,

где ps является сигналом в порте Ps. Если давление управления превышает область значений давления клапана, часть открытия клапана 0.

Массовый расход жидкости

Массовый расход жидкости зависит от перепада давления, и поэтому открытой области клапана. Это вычисляется как:

m˙A=λm˙nom[vnom2Δpnom]2vinΔp(Δp2+Δplam2)0.25,

где:

  • Δp является перепадом давления по клапану, pA ̶ pB.

  • Δplam является порогом перехода давления между ламинарным и турбулентным течением, которое вычисляется от Laminar flow pressure ratio, Blam:

    Δplam=(pA+pB)2(1Blam).

  • m˙nom Nominal mass flow rate at maximum opening.

  • Δpnom является Nominal pressure drop rate at maximum opening.

  • vnom является определенным объемом входа номинала. Это значение определяется из табличных данных свойств жидкости на основе параметров Nominal inlet pressure и Nominal inlet specific enthalpy.

  • vin является входом определенный объем.

Жидкая определенная динамика объема

Когда жидкость во входе клапана является смесью жидкого пара, блок вычисляет определенный объем как:

vin=(1xdyn)vliq+xdynvvap,

где:

  • xdyn является входным качеством пара. Блок применяет задержку первого порядка к входному качеству пара смеси.

  • vliq является жидким определенным объемом жидкости.

  • vvap является паром определенный объем жидкости.

Если входная жидкость является жидкостью или паром, vin является соответствующей жидкостью, или испаритесь определенный объем.

Качественная задержка пара

Если входное качество пара является смесью жидкого пара, задержка первого порядка применяется:

dxdyndt=xinxdynτ,

где:

  • xdyn является динамическим жидким качеством пара.

  • xin является текущим входным качеством пара.

  • τ является Inlet phase change time constant.

Если входная жидкость является подохлажденным жидким или перегретым паром, xdyn равен xin.

Баланс массы

Масса сохраняется при клапане:

m˙A+m˙B=0,

где:

  • m˙A массовый расход жидкости в порте A.

  • m˙B массовый расход жидкости в порте B.

Энергетический баланс

Энергия сохраняется при клапане:

ΦA+ΦB=0,

где:

  • ΦA является энергетическим потоком в порте A.

  • ΦB является энергетическим потоком в порте B.

Допущения и ограничения

  • Блок не моделирует восстановление давления в нисходящем направлении клапана.

  • Нет никакого теплообмена между клапаном и средой.

  • Блок не моделирует дросселируемый поток.

Порты

Сохранение

развернуть все

Жидкая запись или выходной порт.

Жидкая запись или выходной порт.

Входной параметр

развернуть все

Input port для варьирования сигнала давления набора.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Set pressure control на Controlled.

Параметры

развернуть все

Является ли порог давления постоянным или переменным. Установка этого параметра на Controlled отсоединяет порт Ps физического сигнала.

Порог давления клапана. Когда давление управления, pB ̶ patm, превышает давление набора, клапан начинает закрываться.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Set pressure control на Constant.

Клапан операционная область значений. Клапан начинает закрываться в значении давления набора и полностью закрывается в pmax, конце области значений регулирования давления: pmax = pset + prange.

Массовый расход жидкости через полностью открытый клапан под типичным, проектом или расчетными условиями.

Перепад давления по полностью открытому клапану под типичным, проектом или расчетными условиями.

Метод определения входного состояния жидкости. Определенный объем входа клапана определяется из табличных данных свойств жидкости на основе Nominal inlet pressure и установки параметров Nominal inlet condition specification.

Вставьте давление в типичном, проекте или расчетных условиях. Определенный объем входа клапана определяется из табличных данных свойств жидкости на основе Nominal inlet pressure и установки параметров Nominal inlet condition specification.

Вставьте температуру жидкости в номинальных условиях работы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Nominal inlet condition specification на Temperature.

Вставьте качество пара смеси массовой частью в открытых, номинальных условиях работы. Значение 0 средние значения, что входная жидкость подохлаждается жидкость. Значение 1 средние значения, что входная жидкость перегрета пар.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Nominal inlet condition specification на Vapor quality.

Вставьте часть объема смеси в номинальных условиях работы. Значение 0 средние значения, что входная жидкость подохлаждается жидкость. Значение 1 средние значения, что входная жидкость перегрета пар.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Nominal inlet condition specification на Vapor void fraction.

Вставьте определенную энтальпию в номинальных условиях работы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Nominal inlet condition specification на Specific enthalpy.

Вставьте определенную внутреннюю энергию в номинальных условиях работы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Nominal inlet condition specification на Specific internal energy.

Область портов A и B клапана.

Дробная скорость потока жидкости через клапан, когда это полностью закрывается. Этот параметр способствует числовой устойчивости путем поддержания непрерывности в гидросистеме.

Непрерывный коэффициент сглаживания, который вводит слой постепенного изменения к ответу потока, когда клапан находится в почти открытых или почти закрытых позициях. Установите этот параметр на ненулевое значение меньше чем один, чтобы увеличить устойчивость вашей симуляции в этих режимах.

Отношение давления выхода клапана на клапан вставило давление в который жидкие переходы между ламинарными и турбулентными режимами. Падение давления соответствует массовому расходу жидкости линейно в ламинарных течениях и квадратично в турбулентных течениях.

Задержка для смесей жидкого пара в вычислении жидкого определенного объема. Этот параметр не влияет на определенный объем, когда входная жидкость является полностью переохлажденной жидкостью или полностью перегретым паром.

Введенный в R2021a