Pressure Reducing Valve (TL)

Клапан регулировки давления для того, чтобы поддерживать сниженное давление во фрагменте гидросистемы

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

Описание

Блок Pressure Reducing Valve (TL) представляет клапан для того, чтобы поддерживать сниженное давление во фрагменте гидросистемы. Клапан остается полностью открытым, когда давление в порте B ниже, чем давление лампового приемника. При давлении набора орган управления клапана перемещается, чтобы уменьшать скорость потока жидкости через клапан. Площадь открытия клапана продолжает уменьшаться с увеличивающимся давлением до, только утечка остается.

Функция сглаживания позволяет площади открытия клапана изменяться гладко между полностью закрытый и положения полностью открытого отверстия. Функция сглаживания делает это путем удаления резких изменений площади открытия в нулевых и максимальных положениях мяча. Рисунок показывает эффект сглаживания на кривой площади открытия клапана.

Сглаживание кривой площади открытия

Баланс массы

Массовое уравнение сохранения при клапане

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

где:

${\dot{m}}_{A}$ массовый расход жидкости в клапан через порт А.
${\dot{m}}_{B}$ массовый расход жидкости в клапан через порт B.

Баланс импульса

Уравнение сохранения импульса при клапане

$p_{A} - p_{B} = \frac{\dot{m} \sqrt{{\dot{m}}^{2} + {\dot{m}}_{c r}^{2}}}{2 ρ_{A v g} C_{d}^{2} S^{2}} [1 - {(\frac{S_{R}}{S})}^{2}] P R_{L o s s},$

где:

p _A и p _B является давлениями в порте А и порте B.
$\dot{m}$ массовый расход жидкости.
${\dot{m}}_{c r}$ критический массовый расход жидкости.
ρ _{В среднем} является средней жидкой плотностью.
C _d является коэффициентом расхода.
S _R является площадью открытия клапана.
S является входной областью клапана.
_Потеря PR является отношением давления:

$P R_{L o s s} = \frac{\sqrt{1 - {(S_{R} / S)}^{2} (1 - C_{d}^{2})} - C_{d} (S_{R} / S)}{\sqrt{1 - {(S_{R} / S)}^{2} (1 - C_{d}^{2})} + C_{d} (S_{R} / S)} .$

Площадь открытия клапана вычисляется как

$S_{R} = {\begin{array}{l} S_{M a x}, & p_{c o n t r o l} \leq p_{s e t} \\ S_{M a x} (1 - λ_{L}) + S_{L i n e a r} λ_{L}, & p_{c o n t r o l} < p_{M i n} + Δ p_{s m o o t h} \\ S_{L i n e a r}, & p_{c o n t r o l} \leq p_{M a x} - Δ p_{s m o o t h} \\ S_{L i n e a r} (1 - λ_{R}) + S_{L e a k} λ_{R}, & p_{c o n t r o l} < p_{M a x} \\ S_{L e a k}, & p_{c o n t r o l} \geq p_{M a x} \end{array},$

где:

_Утечка S является областью утечки клапана.
_{Линейный} S является линейной площадью открытия клапана:

$S_{L i n e a r} = (\frac{S_{L e a k} - S_{M a x}}{p_{M a x} - p_{s e t}}) (p_{c o n t r o l} - p_{s e t}) + S_{M a x}$
S _Max является максимальной площадью открытия клапана.
_{Управление} p является клапаном, контролируют давление:

$p_{c o n t r o l} = p_{B}$
_Набор p является давлением лампового приемника:

$p_{s e t} = p_{s e t, g a u g e} + p_{A t m}$
_Min p является минимальным давлением.
p _Max является максимальным давлением:

$p_{m a x} = p_{s e t, g a u g e} + p_{r a n g e} + p_{A t m}$
Δp является фрагментом области значений давления, чтобы сглаживать.
λ _L и λ _R являются функциями сглаживания кубического полинома

$λ_{L} = 3 {\bar{p}}_{L}^{2} - 2 {\bar{p}}_{L}^{3}$
и

$λ_{R} = 3 {\bar{p}}_{R}^{2} - 2 {\bar{p}}_{R}^{3}$
где:

${\bar{p}}_{L} = \frac{p_{c o n t r o l} - p_{s e t}}{(p_{s e t} + Δ p_{s m o o t h}) - p_{s e t}}$
и

${\bar{p}}_{R} = \frac{p_{B} - (p_{m a x} - Δ p_{s m o o t h})}{p_{m a x} - (p_{m a x} - Δ p_{s m o o t h})}$

Критический массовый расход жидкости

${\dot{m}}_{c r} = {Re}_{c r} μ_{A v g} \sqrt{\frac{π}{4} S_{R}} .$

Энергетический баланс

Уравнение энергосбережения при клапане

$ϕ_{A} + ϕ_{B} = 0,$

где:

ϕ _A является энергетической скоростью потока жидкости в клапан через порт А.
ϕ _B является энергетической скоростью потока жидкости в клапан через порт B.

Порты

A — Тепловой жидкий порт сохранения, представляющий клапан, вставил A
B Тепловой жидкий порт сохранения, представляющий клапан, вставил B

Параметры

Вкладка параметров

Valve set pressure (gauge): Минимальное абсолютное давление в порте B, требуемом привести в движение клапан. Повышение давления выше давления набора заставляет клапан постепенно закрываться до, только утечка остается. Значением по умолчанию является 0.1 MPa.
Pressure regulation range: Различие между максимальным и давлениями набора в порте B. Клапан начинает закрываться при давлении набора. Это полностью закрывается при максимальном давлении. Значением по умолчанию является 0.01 MPa.
Maximum opening area: Площадь поперечного сечения потока в полностью открытом состоянии. Это состояние соответствует давлениям ниже, чем давление набора. Значением по умолчанию является 1e-4 MPa.

Leakage area: Совокупная область всей жидкости протекает при клапане. Область утечки помогает предотвратить числовые проблемы из-за изолированных разделов гидросистемы. Для числовой робастности, установленной этот параметр на ненулевое значение. Значением по умолчанию является 1e-12.

Smoothing factor

Часть кривой площади открытия, описанной как часть от 0 до 1, чтобы сглаживать. Блок заменяет разрывы в кривой площади открытия с плавными переходами, которые охватывают заданную часть кривой. Значением по умолчанию является 0.01.

Коэффициент сглаживания 0 соответствует линейной функции, которая прерывиста при давлениях максимальной площади и наборе. Коэффициент сглаживания 1 соответствует нелинейной функции, которая изменяется постоянно в области целой функции.

Коэффициент сглаживания между 0 и 1 соответствует непрерывной кусочно-линейной функции со сглаженными нелинейными переходами в наборе и давлениями максимальной площади и линейными сегментами в другом месте.

Сглаживание кривой площади открытия

Cross-sectional area at ports A and B

Площадь потока во входах клапана. Входы приняты равные в размере. Значением по умолчанию является 0.01 м^2.

Characteristic longitudinal length

Аппроксимированная длина клапана. Этот параметр обеспечивает меру продольной шкалы клапана. Значением по умолчанию является 0.1 m.

Discharge coefficient

Полуэмпирический параметр, обычно используемый в качестве меры эффективности клапана. Коэффициент расхода задан как отношение фактического массового расхода жидкости через клапан к его теоретическому значению.

Блок использует этот параметр с учетом эффектов геометрии клапана на массовых расходах жидкости. Учебники и таблицы данных клапана являются общими источниками значений коэффициента расхода. По определению все значения должны быть больше 0 и меньше, чем 1. Значением по умолчанию является 0.7.

Critical Reynolds number

Число Рейнольдса, соответствующее переходу между режимами ламинарного и турбулентного течения. Поток через клапан принят ламинарный ниже этого значения и турбулентный выше его. Соответствующие значения, чтобы использовать зависят от определенной геометрии клапана. Значением по умолчанию является 12.

Вкладка переменных

Mass flow rate into port A: Массовый расход жидкости на компонент через порт A в начале симуляции. Значением по умолчанию является 1 kg/s.

Документация

Pressure Reducing Valve (TL)

Описание

Баланс массы

Баланс импульса

Энергетический баланс

Порты

Параметры

Вкладка параметров

Вкладка переменных

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Документация

Pressure Reducing Valve (TL)

Описание

Баланс массы

Баланс импульса

Энергетический баланс

Порты

Параметры

Вкладка параметров

Вкладка переменных

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Смотрите также

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.