Spool Orifice Flow Force (IL)

Осевая жидкая сила на отверстии золотника в изотермической жидкой системе

расширьте все на странице
  • Библиотека:

  • Simscape / Жидкости / Valve Actuators & Forces

  • Spool Orifice Flow Force (IL) block

Описание

Блок Spool Orifice Flow Force (IL) моделирует гидравлическое осевое усилие на отверстии золотника. Это получает позицию золотника физического сигнала в порте S. Можно также смоделировать поток через отверстие золотника с круглыми или прямоугольными отверстиями. Положительная сила действует, чтобы закрыть отверстие.

Если требуется смоделировать золотник и осевое усилие в одном блоке, используйте блок Spool Orifice (IL). Осевое усилие выводится как физический сигнал в порте F.

Сила потока

Сила на золотнике вычисляется как:

F=−m˙A2ρAcos(α)ε,

где:

  • m˙A массовый расход жидкости в порте A.

  • ρ является плотностью жидкости.

  • A является отверстием открытая область, которая определяется положением золотника и параметризацией отверстия.

  • α является струйным углом, который вычисляется от приближения формулы Фон Мизеса:

    αjet=0.3663+0.8373(1−e−h1.848c),

    где c является Radial clearance, и h является открытием отверстия.

  • ε является вводной ориентацией, которая указывает на открытие отверстия, которое сопоставлено с положительным или отрицательным сигналом в S.

Площадь открытия

Открытие отверстия основано на открытой области, созданной перемещенным золотником:

ΔS=(S−Smin)ε,

где:

  • Min S является Spool position at closed orifice.

  • S является сигналом смещения в порте S.

Если Δs падает ниже 0, область утечки отверстия используется. Если ΔS больше Spool travel between closed and open orifice, максимальная площадь постоянного отверстия используется.

Круглые отверстия

Установка Orifice geometry к Round holes равномерно распределяет пользовательское количество отверстий вдоль периметра втулки, которые имеют равные диаметры и центры, выровненные в той же плоскости.

Открытая область вычисляется как:

Aorifice=n0d028(θ−sin(θ2))+Aleak,

где:

  • n 0 является количеством отверстий.

  • d 0 является диаметром отверстий.

  • θ является углом открытия отверстия:

    θ=cos−1(1−2ΔSd0).

    Если θ больше 2π, θ остается в 2π.

  • Утечкой A является Leakage area.

Максимальная открытая область:

Amax=π4d02n0+Aleak.

Прямоугольное отверстие

Установка Orifice geometry к Rectangular slot модели одно прямоугольное отверстие во втулке трубы.

Для отверстия с пазом в прямоугольной втулке открытая область

Aorifice=wΔS+Aleak,

где w является шириной отверстия.

Максимальное вводное расстояние между втулкой и случаем:

Amax=wΔSmax+Aleak.

где ΔS макс. является Spool travel between closed and open orifice.

Численно сглаживавшее смещение

В экстремальных значениях области значений открытия отверстия можно обеспечить числовую робастность в симуляции путем корректировки блока Smoothing factor. Функция сглаживания применяется к каждому расчетному смещению, но в основном влияет на симуляцию в экстремальных значениях этой области значений.

Нормированное открытие отверстия:

ΔS^=ΔSΔSmax,

где ΔSmax:

  • Diameter of round holes, когда Orifice parameterization установлен в Round holes.

  • Spool travel between closed and open orifice, когда Orifice parameterization установлен в Rectangular slot.

Когда Smoothing factor, f, является ненулевым, функция сглаживания применяется к нормированному открытию:

ΔS^smoothed=12+12(ΔS^)2+(f4)2−12(ΔS^−1)2+(f4)2.

Сглаживавшее открытие:

ΔSsmoothed=ΔS^smoothedΔSmax.

Порты

Сохранение

развернуть все

Жидкая запись или выходной порт с блоком.

Жидкая запись или выходной порт с блоком.

Входной параметр

развернуть все

Буферизуйте смещение в m в виде физического сигнала.

Вывод

развернуть все

Осевая сила потока в N в виде физического сигнала.

Параметры

развернуть все

Имеет ли смоделированный золотник круглые отверстия или прямоугольное отверстие во втулке.

Диаметр всех отверстий на втулке.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice geometry на Round holes.

Количество отверстий вдоль окружности втулки.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice geometry на Round holes.

Ширина прямоугольного отверстия.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice geometry на Rectangular slot.

Максимальное открытие отверстия, включая Spool position at maximum orifice area.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Orifice geometry на Rectangular slot.

Радиальное расстояние между золотником и втулкой.

Начальное смещение, если золотник расширяют или отрекаются в его нейтральном положении.

Направление перемещения члена, которое открывает отверстие. Положительная ориентация указывает, что перемещение члена надежного управления увеличивает открытие отверстия. Отрицательная ориентация указывает, что отрицательное перемещение органа управления увеличивает открытие отверстия. Величина всегда положительна.

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

Pressure Control Solenoid

Соленоид регулирования давления

Модель, параметрируйте и протестируйте электромагнитный клапан регулирования давления. Этот пример также генерирует график отношения между прикладывавшей соленоидной силой и получившимся давлением порта привода.

Ссылки

[1] Manring, N. Гидравлические системы управления. John Wiley & Sons, 2005.

[2] Мерритт, H. Гидравлические системы управления. Вайли, 1967.

Смотрите также

|

Введенный в R2020a

Документация Simscape Fluids

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте