Ball Poppet with Sharp Edge Seat (IL)

球形阀，圆形阀座，边缘锋利。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.DesignComponents.Poppets.SharpEdgeSeatBall

Ball Poppet with Sharp Edge Seat (IL)

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Valves & Orifices/Spools & Poppets/Fixed Body/Ball Poppet with Sharp Edge Seat (IL)

Ball Poppet with Sharp Edge Seat with Moving Body (IL)

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Valves & Orifices/Spools & Poppets/Moving Body/Ball Poppet with Sharp Edge Seat with Moving Body (IL)

说明

Ball Poppet with Sharp Edge Seat (IL) 装置是一个球形阀的一维运动，阀座为圆形，边缘锋利。

作用在阀门上的合力来自压力和外力。假定端口 B 处的压力作用在与阀嘴相邻的有效区域上，并倾向于打开阀嘴。端口 A 处的压力作用在球体的其余区域。这些假设得出了作用在球囊上的压力。可以使用流体动力对该力进行修正。

活塞的位移和速度输入端口 R_s。程序块中的位移值没有限制，但可以通过附带的程序块使用末端止动器 (Translational Hard Stop) 提供限制。

如果选中 Moving body ，则执行程序块 Ball Poppet with Sharp Edge Seat with Moving Body (IL) ，并对情况运动进行建模。在这种情况下，外壳的位移和速度将提供给端口 C_s。程序块中的位移值不受约束，但附加程序块可以通过端止提供约束。

升力 ( ) 是一个与活塞运动和本体位移（如果建模）相关的变量。当然，升程的限制与位移值的限制有关。如果球体升程大于球体直径的 20%，精度将降低。

孔面积绝对不能超过由阀座直径和阀杆直径（阀座侧）定义的喉孔面积。不过，有时将孔口面积限制为最小值和/或最大值也很有用。最小面积可用于模拟泄漏或特殊流过孔，即使球完全就位时也是如此。最大面积可用于模拟阀门大开时阀嘴附近的流动区域。

请注意，计算流量时要考虑球的运动。

计算公式

如果未选中 Moving body 复选框，也未模拟球体运动，则计算球的升力：

其中

- 是零偏移对应的升程，即参数 Lift corresponding to zero displacement 的值；
- 是输入端口 R_s 的活塞位移。

如果选中 Moving body 复选框并模拟了主体运动，则球升力的计算公式为

其中是船体在左舷的运动 C_s。

ball poppet with sharp edge seat 1

如图所示，截顶锥的曲面定义了最小流动区域。假设该曲面将流体占据的区域划分为两个压力不同的区域。其中一个区域受到压力，另一个区域受到压力。如果与鞍座直径相比，球升力较小，则这一假设是合理的。如果球的升力很大，那么很明显，在某一点上，最小的限制将是喉部区域。

喉部面积的定义如下

其中由公式确定：

水力直径的计算公式为

其中为有效直径，定义为

需要注意的是， , 所使用的值限制在与和之间的较小值，其中是计算面积与环形面积相等时的海拔值：

的值总是大于。

的值通常为零，但可以设置得更高以模拟泄漏流速。的值通常很大（如 "Inf"），但也可以设置得更小，以模拟额外的孔口。

流体体积，其压力等于压力，是阀门关闭时的额外体积，计算公式为：

其中是零升程时的角度，由公式确定：

在计算压力动态（频率分析）时，附加体积的值非常重要。

附加体积的导数，计算公式为：

如果未选中 Moving body ，则输出到端口 B 的流体体积计算公式为

其中是 Volume at port B corresponding to zero lift 的值。

输出到端口 A 的液体体积计算公式为

其中是参数 Volume at port A corresponding to zero lift 的值。

如果选中 Moving body 复选框：

流量系数的计算公式为

式中

- 是端口之间的压降；
- 液压直径；
- 运动粘度；
- 流体的平均密度。

平均密度是在平均压力下计算得出的。

流量系数的计算公式为

式中

- 是最大流量系数，参数值 Maximum flow coefficient ；
- 临界流量系数，参数值 Critical flow number 。

对于，的值变化不大。对于低，的值随的变化呈线性变化。

的合理默认值为 1000。但是，对于几何形状复杂（粗糙）的孔，默认值可能小于 50。对于非常光滑的几何形状，可以设置为 50000。

平均流体速度为

体积流量为

其中

- 是通孔的面积；
- 是液体在大气压力下的密度。

如果不选中 Moving body 复选框，端口 B 和 A 的体积流量计算公式为

其中

- 是端口压力下液体的密度 B，；
- 端口压力下的液体密度 A，；
- 端口处的流速 R_s。

如果选中 Moving body 复选框：

其中是端口 C_s 的船体速度。

流体动力通过评估动量的变化来确定。该力倾向于关闭阀门。对于稳态流体流动，流体动力等于：

其中是射流的倾角：

流体动力与升力的关系定义如下：

其中是参数 Lift corresponding to minimum area 的值。

端口力 R_s 的计算公式为

其中是进入 R_p 端口的力。

如果选中 Moving body 复选框，并模拟船体运动，则端口 C_s 的受力计算公式为

其中是进入 C_p 端口的力。

端口

非定向

# A — 等温液体端口
等温液体

Details

等温液体端口，相当于入口或出口。

程序使用名称

port_a

# B — 等温液体端口
等温液体

Details

等温液体端口，相当于入口或出口。

程序使用名称

port_b

# R_s — 干
渐进力学

Details

与阀座侧阀杆相对应的机械渐进式端口。

程序使用名称

rod_flange_a

# R_p — 干
渐进力学

Details

机械渐进式端口，对应于与座椅一侧相对的杆。

程序使用名称

rod_flange_b

# C_s — 附文
渐进力学

Details

与机座一侧的外壳相对应的机械渐进端口。

依赖关系

要使用该端口，请选择复选框 Moving body 。

程序使用名称

case_flange_a

# C_p — 船体
渐进力学

Details

机械渐进式端口，与机座对面一侧的机壳相对应。

依赖关系

要使用该端口，请选择复选框 Moving body 。

程序使用名称

case_flange_b

参数

# Opening orientation — 描述缺失
Positive relative rod displacement opens orifice | Negative relative rod displacement opens orifice

Details

描述缺失

值	`Positive relative rod displacement opens orifice` \| `Negative relative rod displacement opens orifice`
默认值	`Positive relative rod displacement opens orifice`
程序使用名称	`opening_orientation`
可计算	无

# Moving body — 活动体

Details

如果您正在为活动机身建模，请选择此复选框。

如果不选中该复选框，则假定外壳是静止的。

默认值	`—`
程序使用名称	`moving_case`
可计算	无

# Seat diameter — 座椅直径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

阀座直径， .

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`5.0 mm`
程序使用名称	`seat_diameter`
可计算	是

# Ball diameter — 球径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

球直径， .

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`10.0 mm`
程序使用名称	`ball_diameter`
可计算	是

# Rod diameter (opposite to seat) — 阀杆直径在与阀座相反的一侧
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

阀座反面的阀杆直径， .

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.0 mm`
程序使用名称	`rod_diameter_at_seat_opposite_side`
可计算	是

# Rod diameter (seat side) — 阀座侧的阀杆直径
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

阀座侧阀杆直径， .

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.0 mm`
程序使用名称	`rod_diameter_at_seat_side`
可计算	是

# Lift corresponding to zero displacement — 与零偏移对应的提升
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

与零偏移相对应的升程。

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.0 mm`
程序使用名称	`lift_offset`
可计算	是

# Lift corresponding to minimum area — 与最小面积相对应的上升
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

升程，与通道开口的最小面积相对应。

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.0 mm`
程序使用名称	`orifice_opening_at_min_area`
可计算	是

# Lift corresponding to maximum area — 与最大面积相对应的升高
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

升程，与通道开口的最大面积相对应。

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

# Volume at port A corresponding to zero lift — 与零升程相对应的端口 A 容积
l | gal | igal | m^3 | cm^3 | ft^3 | in^3 | km^3 | mi^3 | mm^3 | um^3 | yd^3 | N*m/Pa | N*m/bar | lbf*ft/psi | ft*lbf/psi

Details

与零升程相对应的端口 A 的体积。

计量单位	`l` \| `gal` \| `igal` \| `m^3` \| `cm^3` \| `ft^3` \| `in^3` \| `km^3` \| `mi^3` \| `mm^3` \| `um^3` \| `yd^3` \| `Nm/Pa` \| `Nm/bar` \| `lbfft/psi` \| `ftlbf/psi`
默认值	`0.0 cm^3`
程序使用名称	`V_a_lift_offset`
可计算	是

# Volume at port B corresponding to zero lift — 与零升程相对应的端口 B 中的容积
l | gal | igal | m^3 | cm^3 | ft^3 | in^3 | km^3 | mi^3 | mm^3 | um^3 | yd^3 | N*m/Pa | N*m/bar | lbf*ft/psi | ft*lbf/psi

Details

与零升程相对应的端口 B 的体积。

计量单位	`l` \| `gal` \| `igal` \| `m^3` \| `cm^3` \| `ft^3` \| `in^3` \| `km^3` \| `mi^3` \| `mm^3` \| `um^3` \| `yd^3` \| `Nm/Pa` \| `Nm/bar` \| `lbfft/psi` \| `ftlbf/psi`
默认值	`0.0 cm^3`
程序使用名称	`V_b_lift_offset`
可计算	是

喷射力评估

# Jet force coefficient — 水动力系数

Details

流体动力系数，值为 "0"（默认值）时关闭流体动力，值为 "1 "时打开流体动力。如果有该系数的实验数据，可以根据这些数据调整模型。

默认值	`0.0`
程序使用名称	`jet_force_coefficient`
可计算	是

流量系数定律

# Maximum flow coefficient — 最大流量

Details

最大流量系数影响孔板的流量/压降特性。对于大多数应用，可将此值设为默认值。

默认值	`0.7`
程序使用名称	`C_q_max`
可计算	是

# Critical flow number — 临界流量系数

Details

临界流量系数会影响孔板的流量/压降特性。对于大多数应用，可将此值设为默认值。

默认值	`100.0`
程序使用名称	`critical_flow_number`
可计算	是

初始条件

# Initial rod displacement — 初始阀杆位移
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

阀杆初始位移。

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.0 mm`
程序使用名称	`rod_displacement_start`
可计算	是

# Initial case displacement — 初始位移
m | cm | ft | in | km | mi | mm | um | yd

Details

物体的初始位移。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 Moving body 。

计量单位	`m` \| `cm` \| `ft` \| `in` \| `km` \| `mi` \| `mm` \| `um` \| `yd`
默认值	`0.0 mm`
程序使用名称	`case_displacement_start`
可计算	是