Гидравлический клапан, который позволяет поток в одном направлении только
Распределительные клапаны
Блок Shuttle Valve представляет гидравлический клапан шаттла как модель, основанную на таблице данных. Клапан имеет два входных порта (A и A1) и один порт выхода (B). Клапаном управляет перепад давления . Клапан разрешает поток или между портами А и B или между портами A1 и B, в зависимости от перепада давления pc. Первоначально, путь A-B принят, чтобы быть открытым. К открытому контуру A1-B (и близкий A-B одновременно), перепад давления должен быть меньше давлений открытия клапана (pcr <=0).
Когда давления открытия достигнуты, орган управления клапана (золотник, мяч, тарелка, и т.д.) обеспечен от ее места и перемещений к противоположному месту, таким образом открыв один проход и закрыв другой. Если скорость потока жидкости достаточно высока, и давление продолжает изменяться, поршень управления продолжает перемещаться, пока это не достигает своего крайнего положения. В данный момент одна из областей прохода клапана в его максимуме. Максимальная площадь клапана и взламывание и максимальные давления обычно обеспечиваются в каталогах и являются тремя основными параметрами блока.
Отношение между A-B, открытиями пути A1–B и контролирует давление, которое pc показывают на следующем рисунке.
В дополнение к максимальной площади область утечки также требуется, чтобы характеризовать клапан. Основная цель параметра не с учетом возможной утечки, даже при том, что это также важно, но обеспечить вычислительную целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после того, как клапан полностью закрывается. Изолированная или “висящая” часть системы могла влиять на вычислительный КПД и даже вызвать отказ расчета. Поэтому значение параметров должно быть больше нуля.
Скорость потока жидкости через каждое из отверстий определяется согласно следующим уравнениям:
где
| AB q, q A1B | Скорости потока жидкости через AB и отверстия A1B |
| AB p, p A1B | Перепады давления через AB и отверстия A1B |
| p A, p A1, p B | Абсолютные давления в распределительных коробках |
| CD | Коэффициент расхода потока |
| ρ | Плотность жидкости |
| AB A, A A1B | Мгновенный AB отверстия и области прохода A1B |
| A макс. | Полностью открытая область прохода отверстия |
| Утечка A | Закрытая область утечки клапана |
| p c | Перепад давления управления клапаном |
| Трещина p | Дифференциал давлений открытия клапана |
| p op | Перепад давления должен был полностью переключить клапан |
| Краб p, p crA1B | Минимальные давления для турбулентного течения через AB и отверстия A1B |
Минимальные давления для турбулентного течения через AB и отверстия A1B, краба p и p crA1B, вычисляются согласно определенному методу перехода из ламинарного режима течения:
По отношению давления — переход от ламинарного к турбулентному режиму течения определяется следующими уравнениями:
Краб p = (p avgAB + банкомат p) (1 – бегство B)
p crA1B = (p avgA1B + банкомат p) (1 – бегство B)
p avgAB = (p + p B)/2
p avgA1B = (p A1 + p B)/2
где
| p avgAB | Среднее давление для AB отверстия |
| p avgA1B | Среднее давление для отверстия A1B |
| Банкомат p | Атмосферное давление, 101 325 Па |
| Бегство B | Отношение давления при переходе между ламинарными и турбулентными режимами (значение параметров Laminar flow pressure ratio) |
По числу Рейнольдса — переход от ламинарного к турбулентному режиму определяется следующими уравнениями:
где
| D HAB, D HA1B | Мгновенные гидравлические диаметры отверстия |
| ν | Жидкая кинематическая вязкость |
| Re cr | Критическое число Рейнольдса (значение параметров Critical Reynolds number) |
По умолчанию блок не включает динамику открытия клапана. Добавление динамики открытия клапана обеспечивает непрерывное поведение, которое особенно полезно в ситуациях с быстрым открытием клапана и закрытием. Области A AB и A A1B прохода отверстия в уравнениях выше затем становятся установившимся AB отверстия и областями прохода A1B, соответственно. Мгновенный AB отверстия и области прохода A1B с вводной динамикой определяются можно следующим образом:
где
| A AB_dyn | Мгновенная область прохода AB отверстия с вводной динамикой |
| A A1B_dyn | Мгновенное отверстие область прохода A1B с вводной динамикой |
| A AB_init | Начальная буква открывает область для AB отверстия |
| τ | Постоянная времени для ответа первого порядка открытия клапана |
| t | Время |
Положительное направление блока на порте A относительно порта B и от порта A1 до порта B. Контролируйте давление, определяется как .
Открытие клапана линейно пропорционально перепаду давления.
Никакая загрузка на клапан, такой как инерция, трение, пружина, и так далее, не рассматривается.
Максимальная площадь поперечного проходного сечения клапана. Значением по умолчанию является 1e-4 м^2.
Уровень перепада давления, на котором отверстие клапана начинает открываться. Значением по умолчанию является -1e4 Па.
Перепад давления на клапане должен был переключить клапан от одного крайнего положения до другого. Значением по умолчанию является 1e4 Па.
Полуэмпирический параметр для характеристики мощности клапана. Его значение зависит от геометрических свойств отверстия, и обычно указывается в табличных данных производителя или учебниках. Значением по умолчанию является 0.7.
Выберите для блока режим перехода между ламинарным и турбулентным течениями:
Pressure ratio — Переход от ламинарного к турбулентному режиму является гладким и зависит от значения параметра Laminar flow pressure ratio. Этот метод обеспечивает лучшую сходимость моделирования.
Reynolds number — Переход от ламинарного к турбулентному режиму принят, чтобы произойти, когда число Рейнольдса достигает значения, заданного параметром Critical Reynolds number.
Отношение давления, при котором происходит смена ламинарного на турбулентный режим течения. Значением по умолчанию является 0.999. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Pressure ratio.
Максимальное значение числа Рейнольдса для ламинарного течения. Значение параметра зависит от геометрического профиля отверстия. Можно найти рекомендации для определения значения этого параметра в учебниках по гидравлике. Значением по умолчанию является 12, который соответствует круглому отверстию в тонком материале с резким краем. Этот параметр отображается, только если параметр Laminar transition specification устанавливается на Reynolds number.
Общая площадь возможных утечек при полностью закрытом клапане. Основная цель параметра состоит в том, чтобы обеспечить вычислительную целостность схемы путем препятствования фрагменту системы то, чтобы быть изолированным после того, как клапан будет полностью закрыт. Значение параметров должно быть больше 0. Значением по умолчанию является 1e-12 м^2.
Выберите одну из следующих опций:
Do not include valve opening dynamics — Ламповые приемники его область прохода отверстия непосредственно в зависимости от давления. Если область изменения мгновенно, уравнение потока - также. Это значение по умолчанию.
Include valve opening dynamics — Обеспечьте непрерывное поведение, которое более физически реалистично путем добавления задержки первого порядка во время открытия клапана и закрытия. Используйте эту опцию в гидравлических симуляциях с локальным решателем для симуляции в реальном времени. Эта опция также полезна, если вы интересуетесь динамикой открытия клапана в переменных симуляциях шага.
Постоянная времени для ответа первого порядка открытия клапана. Этот параметр доступен, только если Opening dynamics установлен в Include valve opening dynamics. Значением по умолчанию является 0.1 s.
Начальная буква открывает область для AB отверстия. Этот параметр доступен, только если Opening dynamics установлен в Include valve opening dynamics. Значением по умолчанию является 1e-4 м^2.
Параметры, определяемые типом рабочей жидкости:
Fluid density
Fluid kinematic viscosity
Используйте блок Hydraulic Fluid или блок Custom Hydraulic Fluid, чтобы определить свойства жидкости.
Блок имеет следующие порты:
AГидравлический порт сопоставлен с входом клапана.
A1Гидравлический порт сопоставлен с входом клапана.
BГидравлический порт сопоставлен с выходом клапана.