Pressure Compensator Valve (TL)

压力补偿阀，用于对导热油管网进行压力补偿。

blockType: EngeeFluids.ThermalLiquid.Valves.PressureControl.Compensator

图书馆路径:

/Physical Modeling/Fluids/Thermal Liquid/Valves & Orifices/Pressure Control Valves/Pressure Compensator Valve (TL)

说明

Pressure Compensator Valve (TL) 装置是导热流体网络中的压力补偿阀，如泄压阀或减压阀。使用该装置可根据来自系统另一部分的信号保持阀门处的压力。

端口 X 和 Y 之间的压差即为控制压力。当控制压力值达到或超过设定压力时，阀门根据 Valve specification 的值打开或关闭。压力控制范围从设定压力开始。

压力控制

当超过时，设备调节压力。设备继续调节压力，直至，定义为，其中为压力控制范围。

质量保证

阀门通过时的质量守恒方程

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， - 与临界雷诺数值相关的压降，由参数 Critical Reynolds number 设定，是层流与湍流之间的过渡点。程序块计算临界压降的方法如下：

其中是导热液体的动态粘度。

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

压力恢复描述的是由于面积增加而导致的阀门压力正向变化。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态计算。

阀门开启参数化

如果参数 Opening parameterization 设置为 Linear，则常开阀的阀面积为：

其中

- 是参数 Leakage area 的值；
- 参数值 Maximum opening area 。

该图显示了程序块如何通过线性参数化来控制常开阀门的开启区域。

pressure compensator valve il 1

常闭阀的阀面积如下

该图显示了程序块如何通过线性参数化来控制常闭阀的开启面积。

pressure compensator valve il 2

归一化压力为

当阀门处于线性参数化中的近开或近关位置时，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，程序块就会将控制压力平稳地保持在和之间。

如果参数 Opening parameterization 设置为 `Tabulated data`则和分别为 开孔面积矢量 参数的首值和尾值。程序块计算开孔面积的公式为

其中

- 控制压力，端口 X 和 Y 之间的压降；
;
- 是参数 * 压差矢量 * 的值；
- 是当时导致阀门开始关闭的内部压力变化；
- 参数值 * 打开区域矢量*。

该图显示了程序块如何使用表格参数化方式控制常开阀门的开启面积。

pressure compensator valve il 3

该图显示了程序块如何通过参数表控制常闭阀的开启面积。

pressure compensator valve il 4

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。变成动态控制压力。动态控制压力的瞬时变化由 * 开启时间常数 * 计算得出：

默认情况下，未选中 Opening dynamics 复选框。对于线性参数化，当孔处于接近闭合或接近打开位置时， Smoothing factor 的非零值可提供额外的数值稳定性。

程序块根据控制压力值，按照参数 Opening parameterization 计算稳态动态。

能量守恒

阀门的能量守恒方程如下：

其中

- 是通过端口 A 进入阀门的能量流；
- 是通过端口 B 进入阀门的能量流。

端口

非定向

# A — 导热液体端口
导热流体

Details

导热流体端口，对应阀门的 A 侧。

程序使用名称

inlet

# B — 导热流体端口
导热流体

Details

导热流体端口，对应阀门的 B 侧。

程序使用名称

outlet

# X — 导热液体压力
导热流体

Details

与确定 X 点压力有关的导热流体端口，。

程序使用名称

port_x

# Y — 导热液体压力
导热流体

Details

与确定 Y 点压力有关的导热流体端口，。

程序使用名称

port_y

参数

# Valve specification — 阀门位移
Normally open | Normally closed

Details

压力补偿阀的正常工作状态。对于减压阀，选择 Normally open. 对于泄压阀，选择 Normally closed.

值	`Normally open` \| `Normally closed`
默认值	`Normally open`
程序使用名称	`valve_specification`
可计算	无

# Opening parameterization — 开口的参数化
Linear | Tabulated data

Details

阀开启过程参数化的方法。

值	`Linear` \| `Tabulated data`
默认值	`Linear`
程序使用名称	`opening_parameterization`
可计算	无

# Set pressure differential — 触发压力补偿的压降
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

触发压力补偿的压降的值。

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`0.0 MPa`
程序使用名称	`delta_p_set`
可计算	是

# Pressure regulation range — 阀门工作压力范围
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

阀的工作压力范围。压力控制范围确定参数之间的差 Set pressure differential 和阀的最大操作压力。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Opening parameterization 意义 Linear.

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`0.1 MPa`
程序使用名称	`p_regulation_range`
可计算	是

# Maximum opening area — 全开阀的面积
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

全开位置的阀开口的横截面积。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Opening parameterization 意义 Linear.

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	`0.0001 m^2`
程序使用名称	`max_valve_area`
可计算	是

# Leakage area — 全关闭位置的阀门间隙区域
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

阀处于完全关闭位置时所有间隙的总和。小于该值的任何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而有助于数值解的稳定性。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Opening parameterization 意义 Linear.

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	`1.0e-10 m^2`
程序使用名称	`leakage_area`
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

孔 A 和 B 的入口和出口处的横截面积。该面积用于计算质量流量。

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

# Discharge coefficient — 费用比率

Details

考虑理论流量中的放电损失的校正因子。

默认值	`0.64`
程序使用名称	`C_d`
可计算	是

# Critical Reynolds number — 层流雷诺数的上限

Details

流过阀的层流的雷诺数的上限。

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，其通过校正几乎打开和几乎关闭位置中的阀特性来确保平滑打开。设置小于一的非零值以增加这些模式下仿真的稳定性。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Opening parameterization 意义 Linear.

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

# Pressure recovery — 扩大面积时是否应考虑到压力增加

Details

当液体从横截面积较小的区域流向横截面积较大的区域时，是否应考虑到压力增加。

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

# Opening dynamics — 是否应考虑到对阀门打开的流动反应

Details

是否有必要考虑到阀门打开引起的流体系统中的瞬态效应？选中此框 Opening dynamics 通过在流动响应中引入一阶延迟来近似打开条件。 开启时间常数 参数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
s | ns | us | ms | min | hr | d

Details

用于计算开启动力学延迟的时间常数。

依赖关系

若要使用此选项，请选中此框 Opening dynamics .

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

# Pressure differential vector — 用于表格参数化的阀门压差值
Pa | uPa | hPa | kPa | MPa | GPa | kgf/m^2 | kgf/cm^2 | kgf/mm^2 | mbar | bar | kbar | atm | ksi | psi | mmHg | inHg

Details

阀开口面积的表格参数化的压差值的向量。此向量的元素必须与参数中的向量的元素匹配 Opening area vector . 项目按升序列出。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve specification 意义 Normally open，而对于参数 Opening parameterization 意义 Tabulated data.

计量单位	`Pa` \| `uPa` \| `hPa` \| `kPa` \| `MPa` \| `GPa` \| `kgf/m^2` \| `kgf/cm^2` \| `kgf/mm^2` \| `mbar` \| `bar` \| `kbar` \| `atm` \| `ksi` \| `psi` \| `mmHg` \| `inHg`
默认值	`[0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2] MPa`
程序使用名称	`delta_p_reducing_vector`, `delta_p_relief_vector`
可计算	是

# Opening area vector — 表格参数化的阀门开启面积值向量
m^2 | um^2 | mm^2 | cm^2 | km^2 | in^2 | ft^2 | yd^2 | mi^2 | ha | ac

Details

用于表格参数化的阀开口面积的值的向量。此向量的元素必须与参数中的向量的元素匹配 Pressure differential vector . 对于常开阀门，元件按降序列出。对于常闭阀，元件按升序列出。

向量资料 Opening area vector 必须具有与……相同数量的元素 Pressure differential vector . 块在数据表中的数据点之间使用线性插值。

依赖关系

若要使用此参数，请为参数设置 Valve specification 意义 Normally open，而对于参数 Opening parameterization 意义 Tabulated data.

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	`[1.0e-5, 8.0e-6, 6.0e-6, 4.0e-6, 2.0e-6, 1.0e-10] m^2`
程序使用名称	`valve_area_reducing_vector`, `valve_area_relief_vector`
可计算	是