Gate Valve (G)

气网络中的阀门。

类型: EngeeFluids.Gas.Valves.FlowControl.Gate

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Gas/Valves & Orifices/Flow Control Valves/Gate Valve (G)

资料描述

座 Gate Valve (G) 它是一种带有可移动闸门或网关的开口形式的流量控制机构。闸门具有圆形形状，并且由于其阀座的凹槽的限制而必须垂直于流动滑动。阀座为环形。流动通过一个开口，该开口的大小对应于闸门的大小。闸门与开口的重叠决定了阀门的开口面积。

流动可以是层流或湍流，并且可以达到音速。最大速度发生在阀座，在那里流动是最窄和最快的。当下游的压降不能再增加速度时，流动达到临界模式和最大速度。当压降达到阀的临界值特性时,流动被阻塞. 单元不计算超音速流量。

阀门通常很快打开。闸阀对关闭位置附近的闸板位移最敏感，其中小的位移导致开口面积不成比例地大的变化。因此，阀门在这方面的增益太大，无法有效地节流或调节流量。您能使用这个单位作为打开和关闭气体电路的一个二位置开关。

快门力学

在该阀中，闸板通过齿轮机构连接到手柄上。当手柄从完全关闭位置转动时，快门从开口上升并逐渐将阀门打开到最大。刚性止动件可防止盘超出最小和最大位置。

该块捕获磁盘的运动，但不是其力学的细节。移动被设置为端口*L*中的归一化偏移。 *L*端口上的输入值是全开阀中瞬时排量与其值的比值。

快门位置

该块模拟阀门的运动，但不是打开或关闭阀门的动态。端口*L*中的信号设置归一化快门偏移, . 意义 —这是之间的偏移量的归一化值 0 和 1，其分别意味着全闭和全开阀。如果计算返回此范围之外的数字，则将此数字设置为等于最近的边界。

计算平滑

当*平滑因子*参数具有非零值时，该单元将数值平滑应用于归一化快门偏移。 . 启用抗混叠有助于保持仿真的数值稳定性。

开幕广场

阀门开启面积是通过阀门瞬间关闭调节的开启面积:

哪里

-阀门的瞬间打开面积。然后，该装置对该区域进行平滑处理，以消除阀门极限位置的衍生断裂。;
-百叶窗和孔的直径相等，参数值*孔口直径*;
-快门和孔之间的重叠面积，单位计算为快门位移的函数 :

图为阀门处于最大关闭位置的正视图。 ( ），部分打开（）和全开（ ). 该图还示出了用于计算开口面积的参数和变量。

gate valve g 2

阀门参数化

块行为取决于参数 Valve parameterization :

Cv flow coefficient -费用比率确定吞吐量对压降的依赖性;
Kv flow coefficient -费用比率确定吞吐量对压降的依赖性, ;
Sonic conductance -稳态声传导性决定了临界流量的吞吐量，即流速等于局部声速的条件。当出口压力与入口压力之比达到称为临界压力比的值时，流量变得临界。;
Orifice area based on geometry -流量限制的大小决定吞吐量。

单元根据阀门开度来缩放设定流量。当增加阀门打开的程度从 0 以前 1 吞吐量指示符从设定的最小值增加到设定的最大值。

动量守恒

参数 Valve parameterization 确定将使用哪些方程来计算流量。如果为参数 Valve parameterization 值设置 Cv flow coefficient，则质量流量将被定义为

哪里

-费用比率;
-阀门开启面积;
-阀门全开时的最大面积;
-常数等于 27.3 对于以千克/小时为单位的质量流量、以巴为单位的压力和以千克/m3³为单位的密度;
-膨胀系数;
-入口压力;
-出口压力;
-入口处的密度。

膨胀系数定义为

哪里

-绝热指数与绝热指数之比 1.4;
-参数值 xT pressure differential ratio factor at choked flow .

压力比是什么时候超过参数的值 Laminar flow pressure ratio , ，有一个平滑过渡到使用线性化方程:

哪里

压力比是什么时候下降较低，流动变得临界，并使用方程

如果为参数 Valve parameterization 值设置 Kv flow coefficient，然后该块使用相同的方程，但替换上使用关系 . 当参数时，有关质量流量方程的更详细信息 Valve parameterization 值设置 Kv flow coefficient 或 Cv flow coefficient，在[2]和[3]中给出。

如果为参数 Valve parameterization 值设置 Sonic conductance，那么大众消费定义为

哪里

-声学传导性;
-临界压力比;
-参数值 Subsonic index ;
-参数值 ISO reference temperature ;
-参数值 ISO reference density ;
-入口处的温度。

压力比是什么时候超过参数的值 Laminar flow pressure ratio , ，有一个平滑过渡到使用线性化方程:

压力比是什么时候低于临界压力比，流动变得临界，并使用方程

当参数时，有关质量流量方程的更详细信息 Valve parameterization 值设置 Sonic conductance，在[1]中给出。

如果为参数 Valve parameterization 值设置 Orifice area based on geometry，那么大众消费定义为

哪里

-阀门开启面积;
-参数值 Cross-sectional area at ports A and B ;
-参数值 Discharge coefficient ;
-绝热指数。

压力比是什么时候超过参数的值 Laminar flow pressure ratio , ，有一个平滑过渡到使用线性化方程:

压力比是什么时候下降较低，流动变得临界，并使用方程

当参数时，有关质量流量方程的更详细信息 Valve parameterization 值设置 Orifice area based on geometry，在[4]中给出。

质量守恒定律

假设阀门内部气体的体积和质量很小，并且没有考虑到这些值，因此气体不能在阀门中积聚。根据质量守恒原理，通过一个端口进入的气体的质量流量等于通过另一个端口退出的气体的流量。:

哪里和 -分别在端口*A*和*B*处的质量流量。

节约能源

阀为绝热部件。气体与阀壁之间没有热交换。当气体通过阀门时，对其不做功。在这些假设下，能量只能通过端口*A*和*B*通过对流进入和退出阀门。根据能量守恒原理，流经端口的能量之和始终为零:

哪里和 -分别通过端口*A*和*B*进入阀门的能量流。

假设和限制

意义 Sonic conductance 参数 Valve parameterization 设计用于气动系统。如果此参数用于空气以外的气体，则可能需要通过相对密度的平方根来调整声传导率值。
参数化方程 Orifice area based on geometry 它对于远非理想的气体具有较低的精度。
该块不模拟超音速流动。

港口

非定向

# A — 气体端口
煤气

Details

气体进入或退出的孔。流动方向取决于阀中的压降。块允许正向和反向流动方向。

程序使用名称

port_a

# B — 气体端口
煤气

Details

气体进入或退出的孔。流动方向取决于阀中的压降。块允许正向和反向流动方向。

程序使用名称

port_b

输入

# L — 归一化快门偏移
[0,1]范围内的标量

Details

归一化快门偏移。快门位置归一化为最大偏移量。意义 0 对应于一个全闭阀，和值 1 -完全打开。

数据类型	`漂浮64`
复数支持	非也。

参数

Parameters

# Orifice diameter — 阀门开口直径
m | um | mm | cm | km | in | ft | yd | mi | nmi

Details

阀开口的直径和调节开口面积的闸门的直径。假定孔沿其从一个端口到另一个端口的整个长度具有恒定的横截面。

计量单位	`m` \| `um` \| `mm` \| `cm` \| `km` \| `in` \| `ft` \| `yd` \| `mi` \| `nmi`
默认值	`0.01 m`
程序使用名称	`orifice_diameter`
可计算	是

# Valve parameterization — 限定流过孔的特性的方法
Orifice area based on geometry | Cv flow coefficient | Kv flow coefficient | Sonic conductance

Details

计算质量流量的方法基于:

Cv flow coefficient -费用比率 ;
Kv flow coefficient -费用比率，其定义为 ;
Sonic conductance -稳态下的声传导性;
Orifice area based on geometry -流量限制的大小。

值	`Orifice area based on geometry` \| `Cv flow coefficient` \| `Kv flow coefficient` \| `Sonic conductance`
默认值	`Orifice area based on geometry`
程序使用名称	`valve_parameterization`
可计算	无

# Discharge coefficient — 过期率

Details

校正因子是实际质量流量与理论质量流量之比。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Orifice area based on geometry.

默认值	`0.64`
程序使用名称	`C_d`
可计算	是

# Leakage flow fraction — 成本比率

Details

通过封闭孔和通过开放孔的流量之比。

默认值	`1.0e-6`
程序使用名称	`leakage_fraction`
可计算	是

# Smoothing factor — 数值平滑因子

Details

连续平滑系数，其通过校正几乎打开和几乎关闭位置中的孔的特性来确保平滑打开。

默认值	`0.01`
程序使用名称	`smoothing_factor`
可计算	是

# Laminar flow pressure ratio — 流动在层流和湍流模式之间转换的压力比

Details

流动在层流和湍流模式之间转换的出口压力与入口压力之比。

典型值范围从 0.995 以前 0.999.

默认值	`0.999`
程序使用名称	`B_laminar`
可计算	是

# Cross-sectional area at ports A and B — 阀的入口或出口处的区域
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

在计算通过端口的质量流量时使用此区域。

端口具有相同的大小。该参数的值必须对应于单元所连接的组件入口的面积。

计量单位	`m^2` \| `um^2` \| `mm^2` \| `cm^2` \| `km^2` \| `in^2` \| `ft^2` \| `yd^2` \| `mi^2` \| `ha` \| `ac`
默认值	`0.01 m^2`
程序使用名称	`port_area`
可计算	是

# Maximum Cv flow coefficient — 最大开口面积对应的流量

Details

流系数的值时，孔的横截面积最大。流量系数决定了吞吐量对压降的依赖性。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Cv flow coefficient.

默认值	`4.0`
程序使用名称	`C_v_max`
可计算	是

# xT pressure differential ratio factor at choked flow — 临界压降比

Details

入口压力之比和出口压力，定义为在这一点上，流动变得至关重要。如果不知道该值，可以在ISA-75.01.01中的表2中找到。 [3]. 默认值 0.7 适用于许多阀门。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Cv flow coefficient.

默认值	`0.7`
程序使用名称	`delta_p_ratio_C_v`
可计算	是

# Maximum Kv flow coefficient — 最大开口面积对应的流量

Details

流系数的值, 时，孔的横截面积最大。流量系数决定了吞吐量对压降的依赖性。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Kv flow coefficient.

默认值	`3.6`
程序使用名称	`K_v_max`
可计算	是

# xT pressure differential ratio factor at choked flow — 临界压降比

Details

入口压力之比和出口压力，定义为在这一点上，流动变得至关重要。如果不知道该值，可以在ISA-75.01.01[3]中的表2中找到。默认值 0.7 适用于许多阀门。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Kv flow coefficient.

默认值	`0.7`
程序使用名称	`delta_p_ratio_K_v`
可计算	是

# Maximum sonic conductance — 对应于最大孔面积的声传导率
l/(bar*s) | gal/(min*psi) | m^3/(Pa*s)

Details

声波传导率的值，当孔的横截面积最大时。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

计量单位	`l/(bars)` \| `gal/(minpsi)` \| `m^3/(Pa*s)`
默认值	`12.0 l/(bar*s)`
程序使用名称	`C_max`
可计算	是

# Critical pressure ratio — 临界压力比

Details

流动变得临界和流速达到由局部声速确定的最大值的压力比。出口压力之间的比值和入口压力 : .

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

默认值	`0.3`
程序使用名称	`B_critical_linear`
可计算	是

# Subsonic index — 用于计算亚音速流模式中的质量流率的程度的值

Details

用于在亚音速流动模式下更精确地计算质量流量的经验值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

默认值	`0.5`
程序使用名称	`m`
可计算	是

Details

ISO8778标准中的标准参考气氛中的温度。

ISO参考参数值只有在使用具有优异参考值的声传导率值时才需要调整。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

计量单位	`K` \| `degC` \| `degF` \| `degR` \| `deltaK` \| `deltadegC` \| `deltadegF` \| `deltadegR`
默认值	`293.15 K`
程序使用名称	`T_reference`
可计算	是

# ISO reference density — 参考密度根据ISO8778
kg/m^3 | g/m^3 | g/cm^3 | g/mm^3 | lbm/ft^3 | lbm/gal | lbm/in^3

Details

ISO8778标准中的标准参考气氛中的密度。

ISO参考参数值只有在使用具有优异参考值的声传导率值时才需要调整。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve parameterization 意义 Sonic conductance.

计量单位	`kg/m^3` \| `g/m^3` \| `g/cm^3` \| `g/mm^3` \| `lbm/ft^3` \| `lbm/gal` \| `lbm/in^3`
默认值	`1.185 kg/m^3`
程序使用名称	`rho_reference`
可计算	是

文学作品

ISO6358-3。 "Pneumatic fluid power-Determination of flow-rate characteristics of components using compressible fluids-Part3:Method for calculate-state flow rate characteristics of systems". 2014.
IEC60534-2-3. 工业过程控制阀第2-3部分：流量-测试程序。 2015.
ANSI/ISA-75.01.01. 工业过程控制阀-第2-1部分：在安装条件下流体流动的流量容量—尺寸方程。 2012.
P.打手。 "气动驱动器。_"Springer-Verlag柏林海德堡。 2007.