Pilot-Operated Check Valve (IL)

等温流体网络中带有控制压力的单向阀。

类型: EngeeFluids.IsothermalLiquid.Valves.DirectionalControl.PilotOperatedCheck

图书馆中的路径:

/Physical Modeling/Fluids/Isothermal Liquid/Valves & Orifices/Directional Control Valves/Pilot-Operated Check Valve (IL)

说明

Pilot-Operated Check Valve (IL) 是一种流量控制阀，根据管路中的控制压力可改变流量方向。根据参数 Pilot configuration ，在连接或断开的阀芯板配置下，流量通常被限制从端口 A 到端口 B。

下图所示为先导式单向阀的原理图。

pilot operated check valve 1 cn

控制压力定义为

其中

- 控制压差；
- 参数值 Pilot ratio ，端口面积 X 与端口面积 A 之比： ;
- 阀门上的压降。

当控制压力超过 Cracking pressure differential 时，压盘移动，使流量从端口 B 流向端口 A。

端口 X 与端口 A 和 B 之间没有质量流量。

通过先导压力控制阀门压力

控制阀的控制压差可通过两种方式确定：

如果参数 Opening pilot pressure specification 设置为 "端口 X 相对于端口 A 的压差"，则控制压力为端口 X 和 A 之间的压差。
如果 Opening pilot pressure specification 设置为 "端口 X 的表压"，则控制压力为端口 X 与大气压之间的压差。

如果 Pilot configuration 设置为 Disconnected pilot spool and poppet，则端口 X 的相对压力必须为正值。如果测得的控制压力为负值，则控制压力仅基于端口 A 和 B 之间的压力差。如果 Pilot configuration 设置为 Rigidly connected pilot spool and poppet，则控制压力为根据开度规格测得的压差。

质量流量方程

通过阀门的质量流量的质量守恒方程：

通过阀门的质量流量计算如下：

其中

- 是流量系数，参数值 Discharge coefficient ；
- 是阀门的瞬时开启面积；
- 参数值 Cross-sectional area at ports A and B ；
- 液体的平均密度；
- 阀门中的压差。

临界压降， - 与临界雷诺数值有关的压降，由参数 Critical Reynolds number 给出，是层流与湍流的过渡点：

压力损失描述了由于阀门面积减小而在阀门中产生的压力降，计算公式为

压力恢复描述了由于面积增加而导致的阀门压力增加。要忽略压力恢复，请取消选中 Pressure recovery 。在这种情况下，压力损失。

程序块利用阀门开启参数化和阀门开启动力学计算。

开启参数

通过线性参数化，阀门开启面积定义为

归一化压力表示

当阀门处于近开或近关位置时，可以通过调整参数 Smoothing factor 来保持模拟的数值稳定性。如果参数 Smoothing factor 不为零，设备会将控制压力平稳地保持在和之间。

开启动态

如果选中 Opening dynamics 复选框，则会在模拟控制压力的流量响应中引入延迟。压力变为动态控制压力。动态控制压力的瞬时变化由时间常数 Opening time constant 计算得出：

默认情况下，复选框 Opening dynamics 未被选中。

端口

非定向

# A — 等温液体端口
等温液体

Details

等温液体口与阀门入口相对应。当控制压力超过执行压力时，液体可从该端口逸出。

程序使用名称

inlet

# X — 等温流体压力
等温流体

Details

压力，帮助控制通过阀门的流量。

程序使用名称

port_x

# B — 等温液体端口
等温液体

Details

等温液体口，对应阀门出口。当控制压力超过执行压力时，液体可进入该端口。

程序使用名称

outlet

参数

# Pilot configuration — 阀门几何形状
Rigidly connected pilot spool and poppet | Disconnected pilot spool and poppet

Details

阀门几何形状：

Rigidly connected pilot spool and poppet- 阀门开启机构与阀板相连。
Disconnected pilot spool and poppet- 阀门开启机构与阀板对齐，但可从阀板上自由移动。

配置的选择决定了控制压力的计算。

值	`Rigidly connected pilot spool and poppet` \| `Disconnected pilot spool and poppet`
默认值	`Rigidly connected pilot spool and poppet`
程序使用名称	`pilot_configuration`
可计算	无

# Opening pilot pressure specification — 阀门控制压差
Pressure at port X relative to port A | Pressure at port X relative to atmospheric pressure

Details

用于控制阀门的压差。该压差定义了控制压差，该压差与端口 A 和 B 之间的压差相加，并与阈值 Cracking pressure differential 进行比较。

值	`Pressure at port X relative to port A` \| `Pressure at port X relative to atmospheric pressure`
默认值	`Pressure at port X relative to port A`
程序使用名称	`p_control_type`
可计算	无

# Cracking pressure differential — 临界压力
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

阀门运行的设定点压力。

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.01 MPa`
程序使用名称	`delta_p_cracking`
可计算	是

# Maximum opening pressure differential — 阀门打开时的最大压降
Pa | GPa | MPa | atm | bar | kPa | ksi | psi | uPa | kbar

Details

阀门全开时的最大压降。该值为模拟提供了一个压力上限，使模拟结果保持物理状态。

计量单位	`Pa` \| `GPa` \| `MPa` \| `atm` \| `bar` \| `kPa` \| `ksi` \| `psi` \| `uPa` \| `kbar`
默认值	`0.02 MPa`
程序使用名称	`max_delta_p`
可计算	是

# Pilot ratio — 控制端口面积比

Details

端口面积 X 与端口面积 A 之比。

默认值	`1.0`
程序使用名称	`pilot_ratio`
可计算	是

# Maximum opening area — 最大阀门面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

阀门的最大横截面积。该值用于确定正常化阀门压力和运行时的阀门开启面积。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`0.0001 m^2`
程序使用名称	`max_area`
可计算	是

# Leakage area — 阀门在完全关闭位置的间隙面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

阀门处于完全关闭位置时所有间隙的总和。任何小于此值的面积都等于指定的泄漏面积。该参数通过保持流动的连续性来提高数值解决方案的稳定性。

计量单位	`m^2` \| `cm^2` \| `ft^2` \| `in^2` \| `km^2` \| `mi^2` \| `mm^2` \| `um^2` \| `yd^2`
默认值	`1e-10 m^2`
程序使用名称	`leakage_area`
可计算	是

# Cross-sectional area at ports A and B — 阀门入口或出口的面积
m^2 | cm^2 | ft^2 | in^2 | km^2 | mi^2 | mm^2 | um^2 | yd^2

Details

端口 A 和 B 的横截面积。该面积用于计算通过阀门的质量流量。

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

# Discharge coefficient — 流量系数

Details

考虑到理论流量中稀释损失的修正系数。

默认值	`0.64`
程序使用名称	`C_d`
可计算	是

# Critical Reynolds number — 层流雷诺数上限

Details

通过阀门的层流雷诺数上限。

默认值	`150.0`
程序使用名称	`Re_critical`
可计算	是

# Smoothing factor — 数值平滑因子

Details

连续平滑系数，当阀门处于近开和近关位置时，根据流量特性引入一定程度的渐变。设置一个小于 1 的非零值，以提高这些模式下模拟的稳定性。

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

# Pressure recovery — 在扩大面积时是否考虑到压力的增加

Details

当流体从横截面积较小的区域流向横截面积较大的区域时，是否考虑压力的增加。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`pressure_recovery`
可计算	无

# Opening dynamics — 是否考虑阀门开启时的流量响应

Details

是否考虑阀门开启对流体系统的瞬态影响。检查 Opening dynamics ，通过在流量响应中引入一阶滞后来近似阀门开启条件。参数 Opening time constant 也会影响模拟的开启动态。

默认值	`false (关掉)`
程序使用名称	`opening_dynamics`
可计算	无

# Opening time constant — 阀门开启时间常数
d | s | hr | ms | ns | us | min

Details

阀门从一个位置打开或关闭到另一个位置时，流体达到稳定状态所需的时间常数。该参数会影响阀门开启动态建模。

依赖关系

要使用该参数，请选择复选框 Opening dynamics 。

计量单位	`d` \| `s` \| `hr` \| `ms` \| `ns` \| `us` \| `min`
默认值	`0.1 s`
程序使用名称	`tau`
可计算	是